KR101736361B1 - Metal hydride hydrogen storage tank - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기는, 일방향으로 길게 연장된 내부공간을 구비하며, 길이방향 양측에 열매체 입출구와 수소 입출구가 형성되는 압력하우징; 상기 압력하우징의 내부공간에 위치되되, 상기 압력하우징의 내부공간의 길이방향을 따라 적층되는 다수 개의 금속 수소화물 필렛; 및 적층된 다수 개의 금속 수소화물 필렛을 관통하는 열매체 유입관과 열매체 유출관으로 이루어져, 내부를 흐르는 열매체와 상기 금속 수소화물 필렛을 열교환시키는 열교환관;을 포함한다. 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기는, 열매체와 금속 수소화물 간의 열교환이 고르고 빠르게 진행되어 수소의 흡/방출 효율이 높고, 열매체 및 수소가 원활하게 유동되므로 소음 및 진동이 현저히 감소되며, 금속 수소화물 일부가 파손되거나 수명이 다한 경우 해당 부위만을 교체할 수 있으므로 유지비용 절감이 가능하다는 장점이 있다.The metal hydride hydrogen storage container according to the present invention comprises: a pressure housing having an inner space elongated in one direction and having a heating medium inlet / outlet port and a hydrogen inlet / outlet port on both sides in the longitudinal direction; A plurality of metal hydride fillets positioned in the inner space of the pressure housing and stacked along the longitudinal direction of the inner space of the pressure housing; And a heat exchanger tube including a heat medium inlet pipe and a heat medium outlet pipe which pass through the plurality of metal hydride fillets stacked and heat exchange the heat medium flowing through the metal hydride fillet and the metal hydride fillet. The metal hydride hydrogen storage container according to the present invention is characterized in that the heat exchange between the heating medium and the metal hydride proceeds uniformly and rapidly so that the absorption / release efficiency of hydrogen is high and the heating medium and hydrogen flow smoothly, If part of the hydride is destroyed or the lifetime is exhausted, it is possible to replace only the part, so that the maintenance cost can be reduced.

Figure R1020150129104
Figure R1020150129104

Description

금속 수소화물 수소 저장용기 {Metal hydride hydrogen storage tank}Technical Field [0001] The present invention relates to a metal hydride storage tank,

본 발명은 금속 수소화물 필렛을 이용하여 수소를 저장하기 위한 저장용기에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환매체와 금속 수소화물 필렛 간의 열교환이 보다 빠르게 이루어지도록 함으로써 수소 흡/방출이 빠르고 효과적으로 이루어지도록 구성되는 금속 수소화물 수소 저장용기에 관한 것이다.The present invention relates to a storage container for storing hydrogen using a metal hydride fillet, and more particularly, to a storage container for storing hydrogen by using a metal hydride fillet, And more particularly, to a hydrogen storage container for a metal hydride.

석유 자원의 감소에 기인하여, 석유의 대안이 되는 에너지를 찾고 있는 중이다. 이러한 에너지원의 유망한 방향들 중 하나는 수소이며, 이것은 전기를 발전하는 연료 전지에서 사용될 수 있다.Due to the decline in petroleum resources, we are looking for alternative energy sources. One of the promising directions for such energy sources is hydrogen, which can be used in fuel cells that generate electricity.

수소는 지구상에서 매우 광범위하게 퍼져 있는 원소이며, 이것은 석탄, 천연 개스 또는 다른 탄화수소로부터 생성될 수 있지만 또한 예를 들어 태양 에너지 또는 풍력 에너지를 이용함으로써 물의 간단한 전기 분해에 의해서도 생성될 수 있다.Hydrogen is a very widespread element on earth, which can be produced from coal, natural gas or other hydrocarbons, but can also be produced by simple electrolysis of water, for example by using solar or wind energy.

수소 전지는 예를 들어 자동차와 같은 특정의 적용예에서 이미 사용되지만, 아직 매우 보편적이지 않으며, 특히 수소를 저장하는데 있어서의 곤란 및 취급상의 주의 때문에 그러하다.Hydrogen cells have already been used in certain applications such as automobiles, for example, but are not yet very common, especially because of difficulties and handling concerns in storing hydrogen.

수소는 350 내지 700 bar 사이의 압축 수소의 형태로 저장될 수 있으며, 이것은 안전 문제를 일으킨다. 따라서 이러한 압력을 견딜 수 있는 탱크가 제공되어야 하는데, 이들 탱크들이 차량에 설치될 때 충격을 받을 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Hydrogen can be stored in the form of compressed hydrogen between 350 and 700 bar, which causes safety problems. It should be understood, therefore, that tanks that can withstand these pressures have to be provided, which can be impacted when installed in a vehicle.

수소는 액체 형태로 저장될 수 있지만, 그러한 저장은 오직 낮은 저장 수율(storage yield)을 보장할 뿐이며 장기간의 저장을 허용하지 않는다. 압력 및 체적의 보통 조건에서 액체 상태로부터 기체 상태로 수소 체적을 통과시키는 것은 대략 800의 인자로 체적 증가를 발생시킨다. 액체 형태 수소를 위한 탱크들은 일반적으로 기계적인 충격에 대하여 매우 저항적이지 않으며, 이는 심각한 안전 문제를 일으킨다.Hydrogen can be stored in liquid form, but such storage only ensures a low storage yield and does not allow long term storage. Passing the hydrogen volume from the liquid state to the gaseous state under normal conditions of pressure and volume results in a volume increase of approximately 800 factors. Tanks for liquid form hydrogen are generally not very resistant to mechanical shocks, which can cause serious safety problems.

한편, 금속 수소화물 형태인 "고체" 수소로 호칭되는 저장이 존재하는데, 이러한 고체형태의 수소 저장은 상당한 저장 체적 밀도를 허용하며, 수소 체인(hydrogen chain), 즉, 생성으로부터 상이한 에너지로의 전환의 전체적인 수율에 대한 에너지의 저장 충격을 최소화시키면서 통상적인 수소 압력을 이용한다.On the other hand, there is a storage referred to as "solid" hydrogen, which is in the form of a metal hydride, and this solid form of hydrogen storage allows a considerable storage density and is a hydrogen chain, Lt; RTI ID = 0.0 > hydrogen < / RTI > pressure while minimizing the storage impact of energy on the overall yield of hydrogen.

수소를 수소화물 형태로 고체 저장하는 원리는 다음과 같다. 특정의 물질 및, 특히 특정의 금속은 수소화물을 형성하도록 수소를 흡수하는 성능을 보유한다(이러한 반응은 흡수(absorption)이라고 호칭된다). 그렇게 형성된 수소화물은 다시 수소 기체 및 금속을 제공할 수 있다(이러한 반응은 탈착(desorption)이라고 호칭된다).The principle of hydrogen storage in the form of a hydride is as follows. Certain materials and, in particular, certain metals have the ability to absorb hydrogen to form hydrides (this reaction is referred to as absorption). The hydride so formed can again provide hydrogen gas and metal (this reaction is referred to as desorption).

흡수 또는 탈착은 수소의 분압 및 온도에 의존하여 발생되는바, 금속 수소화물 수소 저장용기에는 금속 수소화물과 열교환을 하는 열교환관이 마련된다. 이때, 종래의 금속 수소화물 수소 저장용기는, 일반적으로 하나의 큰 덩어리(mass) 형태의 금속 수소화물에 열교환관이 접촉되도록 구성되는바, 금속 수소화물 중 어느 일부(더 명확하게는 열교환관이 접촉되는 부위)만이 빠르게 열교환되고 나머지 부분은 열교환이 매우 천천히 진행된다는 단점 즉, 수소 흡/방출이 빠르게 이루어지지 못한다는 단점이 있다.The absorption or desorption occurs depending on the partial pressure of hydrogen and the temperature, and the metal hydride hydrogen storage container is provided with a heat exchange pipe for heat exchange with the metal hydride. In this case, the conventional metal hydride hydrogen storage vessel is generally constructed so that the heat exchange tube is in contact with one large mass metal hydride, and some of the metal hydrides (more specifically, And the other part has a disadvantage in that the heat exchange is performed very slowly, that is, the hydrogen absorption / release can not be performed quickly.

또한, 종래의 금속 수소화물 수소 저장용기는, 열매체 및 수소의 입출부위 구조가 복잡하여 제작에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 금속 수소화물 중 어느 일부가 파손된 경우 금속 수소화물 전체를 교체해야 하므로 유지비용이 많이 소요된다는 문제점도 있다.In addition, the conventional metal hydride hydrogen storage container has difficulty in manufacturing due to the complex structure of the inlet and outlet of the heating medium and hydrogen, and when any part of the metal hydride is broken, the entire metal hydride must be replaced, There is a problem that it takes a lot of time.

KR 10-2014-0115313 AKR 10-2014-0115313 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 열매체와 금속 수소화물 간의 열교환이 고르고 빠르게 진행되어 수소의 흡/방출 효율이 높고, 열매체 및 수소의 유동이 원활하게 이러어질 수 있으며, 유지비용을 절감시킬 수 있는 금속 수소화물 수소 저장용기를 제공하는데 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for efficiently and efficiently performing heat exchange between a heating medium and a metal hydride, And to provide a metal hydride hydrogen storage container capable of reducing costs.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기는, 일방향으로 길게 연장된 내부공간을 구비하며, 길이방향 양측에 열매체 입출구와 수소 입출구가 형성되는 압력하우징; 상기 압력하우징의 내부공간에 위치되되, 상기 압력하우징의 내부공간의 길이방향을 따라 적층되는 다수 개의 금속 수소화물 필렛; 및 적층된 다수 개의 금속 수소화물 필렛을 관통하는 열매체 유입관과 열매체 유출관으로 이루어져, 내부를 흐르는 열매체와 상기 금속 수소화물 필렛을 열교환시키는 열교환관;을 포함한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a hydrogen storage container for a metal hydride, comprising: a pressure housing having an inner space elongated in one direction and having a heating medium inlet / outlet and a hydrogen inlet / A plurality of metal hydride fillets positioned in the inner space of the pressure housing and stacked along the longitudinal direction of the inner space of the pressure housing; And a heat exchanger tube including a heat medium inlet pipe and a heat medium outlet pipe which pass through the plurality of metal hydride fillets stacked and heat exchange the heat medium flowing through the metal hydride fillet and the metal hydride fillet.

이웃하는 두 개의 금속 수소화물 필렛 사이에 삽입되며, 가장자리가 상기 압력하우징의 내벽에 밀착되는 다수 개의 열교환핀을 더 포함하되, 상기 열교환핀에는, 상기 열매체 유입관이 관통하는 유입관 관통공과, 상기 열매체 유출관이 관통하는 유출관 관통공과, 수소가 통과할 수 있는 수소통기공이 형성된다.And a plurality of heat exchange fins inserted between two adjacent metal hydride fillets and having an edge closely contacted with an inner wall of the pressure housing, wherein the heat exchange fins are provided with an inlet pipe through hole through which the heating medium inlet pipe passes, A through hole through which the heat medium discharge pipe passes, and a hydrogen pore through which hydrogen can pass are formed.

상기 열교환핀은, 일면에 상기 금속 수소화물 필렛이 안착되는 바닥부와, 상기 바닥부의 가장자리로부터 상기 압력하우징 내부공간의 길이방향을 따라 연장되어 외측면이 상기 압력하우징 내벽에 밀착되는 측벽부로 구성된다.The heat exchange fin is composed of a bottom portion on which the metal hydride fillet is seated on one side and a side wall portion extending from the edge of the bottom portion along the longitudinal direction of the inner space of the pressure housing and having an outer surface closely contacting the inner wall of the pressure housing .

상기 금속 수소화물 필렛은, 하나의 바닥부 중심에 하나 안착되는 센터 필렛과, 상기 센터 필렛을 중심으로 방사형을 배열되는 복수 개 사이드 필렛으로 구성되며, 상기 열매체 유출관은 상기 바닥부의 중심에 안착된 금속 수소화물 필렛을 관통하고, 상기 열매체 유입관은 나머지 금속 수소화물 필렛들을 각각 관통하도록 복수 개 구비된다.Wherein the metal hydride fillet comprises a center fillet which is seated at the center of one bottom portion and a plurality of side fillets arranged radially around the center fillet, And the heat medium inlet pipe is provided with a plurality of metal hydride fillets so as to pass through the metal hydride fillets.

상기 센터 필렛과 사이드 필렛은 원판 형상으로 형성되며, 상기 사이드 필렛의 외측단은, 상기 센터필렛의 외측단과 상기 측벽부 내측면과 이웃하는 다른 사이드 필렛의 외측단에 접촉되도록 배열되고, 상기 수소 통기공은 상기 바닥부 중 상기 금속 수소화물 필렛이 안착되지 아니한 영역에 형성된다.Wherein the center fillet and the side fillet are formed in a circular plate shape and the outer end of the side fillet is arranged to contact the outer end of the center fillet and the outer end of the other side fillet adjacent to the inner side surface of the side wall portion, The pores are formed in a region of the bottom portion where the metal hydride fillet is not seated.

일단이 상기 열매체 입출구에 삽입되고 타단이 복수 개의 열매체 유입관 입구에 연결되도록 분기되는 열매체 공급관과, 일단이 복수 개의 열매체 유입관 출구에 각각 연결되도록 분기되고 타단이 상기 열매체 유출관의 입구에 연결되는 열매체 리턴관을 더 포함한다.A heat medium supply pipe having one end inserted into the heat medium inlet and the other end branched to be connected to the inlet ports of the plurality of heat medium inlet pipes, And further includes a heat medium return pipe.

상기 열매체 유출관의 출구는 상기 열매체 공급관의 일측을 이중관구조로 관통하여 상기 압력하우징 외부로 인출되도록 배열된다.The outlet of the heating medium outlet pipe is arranged to pass through one side of the heating medium supply pipe with a double pipe structure and to be drawn out of the pressure housing.

상기 수소 입출구를 덮도록 장착되는 수소 입출필터를 더 포함한다.And a hydrogen inlet / outlet filter mounted to cover the hydrogen inlet / outlet.

본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기는, 열매체와 금속 수소화물 간의 열교환이 고르고 빠르게 진행되어 수소의 흡/방출 효율이 높고, 열매체 및 수소가 원활하게 유동되므로 소음 및 진동이 현저히 감소되며, 금속 수소화물 일부가 파손되거나 수명이 다한 경우 해당 부위만을 교체할 수 있으므로 유지비용 절감이 가능하다는 장점이 있다.The metal hydride hydrogen storage container according to the present invention is characterized in that the heat exchange between the heating medium and the metal hydride proceeds uniformly and rapidly so that the absorption / release efficiency of hydrogen is high and the heating medium and hydrogen flow smoothly, If part of the hydride is destroyed or the lifetime is exhausted, it is possible to replace only the part, so that the maintenance cost can be reduced.

도 1은 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 내부구조 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기에 포함되는 열교환핀의 평면도이다.
도 5는 열교환핀과 금속 수소화물 필렛과 열교환관의 결합구조를 도시하는 분해사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 횡방향 단면사시도 및 횡단면도이다.1 is a perspective view of a metal hydride hydrogen storage container according to the present invention.
2 is a perspective view showing the internal structure of the hydrogen storage container of metal hydride according to the present invention.
3 is a longitudinal sectional view of a metal hydride hydrogen storage container according to the present invention.
4 is a plan view of a heat exchange fin included in a metal hydride hydrogen storage container according to the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a structure of a heat exchange fin, a metal hydride fillet, and a heat exchange tube. FIG.
6 and 7 are a cross-sectional perspective view and a cross-sectional view of a hydrogen storage container of metal hydride according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 실시예를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a metal hydride hydrogen storage container according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 내부구조 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 종단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a metal hydride hydrogen storage container according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the metal hydride hydrogen storage container according to the present invention, and FIG. FIG.

본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기는 금속 수소화물(Metal hydride)을 이용하여 수소를 저장하기 위한 금속 수소화물 수소 저장용기에 관한 것으로서, 일방향으로 길게 연장된 내부공간을 구비하며 길이방향 양측에 열매체 입출구(110)와 수소 입출구(120)가 형성되는 압력하우징(100)과, 상기 압력하우징(100)의 내부공간에 위치되되 상기 압력하우징(100)의 내부공간의 길이방향을 따라 적층되는 다수 개의 금속 수소화물 필렛(300)과, 적층된 다수 개의 금속 수소화물 필렛(300)을 관통하는 열매체 유입관(410)과 열매체 유출관(420)으로 이루어지는 열교환관(400)을 포함하여 구성된다. 상기 금속 수소화물 필렛(300)은 열교환관(400) 내부를 흐르는 열매체와 열교환함으로써 수소를 배출 및 흡입하도록 구성된다.A metal hydride hydrogen storage container according to the present invention is a metal hydride hydrogen storage container for storing hydrogen using a metal hydride. The metal hydride hydrogen storage container has an inner space elongated in one direction, A pressure housing 100 in which a heating medium inlet / outlet 110 and a hydrogen inlet / outlet 120 are formed; a plurality of pressure generating chambers 110, 120 located in the inner space of the pressure housing 100 and stacked along the longitudinal direction of the inner space of the pressure housing 100; A plurality of metal hydride fillets 300 and a heat exchange pipe 400 including a heat medium inlet pipe 410 and a heating medium outlet pipe 420 passing through the plurality of stacked metal hydride fillets 300. The metal hydride fillet 300 is configured to discharge and absorb hydrogen by heat exchange with a heating medium flowing in the heat exchange tube 400.

이때 금속 수소화물 필렛(300)의 표면적이 넓을수록 수소 흡/방출량이 증대되는데, 금속 수소화물 필렛(300)이 하나의 덩어리(mass)로 제작되면 표면적을 증가시키는데 한계가 있으므로, 수소 흡/방출량을 증가시키기 어렵다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기는, 압력하우징(100) 내에 마련되는 금속 수소화물 필렛(300)의 표면적이 극대화될 수 있도록, 상기 금속 수소화물 필렛(300)이 하나의 덩어리(mass)로 제작되는 것이 아니라 작은 크기로 제작되어 다수 개가 적층구조로 장착된다는 점에 특징이 있다. 이와 같이 금속 수소화물 필렛(300)이 작은 크기로 제작되어 다수 개 적층되면, 전체 표면적이 현저히 넓어지므로 수소 흡/방출량이 증가되는 효과를 얻을 수 있다. In this case, the larger the surface area of the metal hydride fillet 300 is, the larger the amount of hydrogen absorption / desorption is. When the metal hydride fillet 300 is formed into a mass, there is a limit to increase the surface area. Which is difficult to increase. Therefore, the metal hydride hydrogen storage container according to the present invention is characterized in that the metal hydride fillet 300 is formed in one mass (mass) so that the surface area of the metal hydride fillet 300 provided in the pressure housing 100 can be maximized. ), But it is manufactured in a small size, and a plurality of pieces are mounted in a laminated structure. When the metal hydride fillets 300 are manufactured in a small size and stacked a plurality of the metal hydride fillets 300, the total surface area is remarkably widened, so that the hydrogen absorption / release amount can be increased.

또한 상기 언급한 바와 같이 다수 개의 금속 수소화물 필렛(300)이 적층구조를 이루는 경우, 이웃하는 두 개의 금속 수소화물 필렛(300) 사이에 열교환핀(200)을 삽입시킴으로써, 열교환관(400) 내부를 흐르는 열매체와 금속 수소화물 필렛(300) 간의 열교환이 보다 빠르게 이루어지도록 함으로써, 수소의 흡/방출이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다. When the plurality of metal hydride fillets 300 have a laminated structure as described above, the heat exchange fins 200 are inserted between the adjacent two metal hydride fillets 300, The heat exchange between the heating medium flowing through the metal hydride fillet 300 and the metal hydride fillet 300 can be performed more quickly, so that the absorption / release of hydrogen can be performed more efficiently.

즉, 열교환관(400)이 단순히 금속 수소화물 필렛(300)을 관통하는 구조로만 구성되면, 상기 금속 수소화물 필렛(300) 중 열교환관(400)과 접촉되는 부위만이 열매체와 열교환을 이루므로, 열교환관(400)과 접촉되는 부위만이 수소 흡/방출이 활발하게 이루어지고, 나머지 부위에서는 수소 흡/방출이 효과적으로 이루어지지 못할 수 있다는 단점이 있다. 그러나 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기와 같이 금속 수소화물 필렛(300) 사이 사이에 열교환핀(200)이 마련되면, 금속 수소화물 필렛(300)의 각 부위가 효과적으로 열매체와 열교환을 하게 되는바, 수소 흡/방출 효율이 극대화된다는 장점이 있다.That is, if the heat exchange tube 400 is constructed simply to pass through the metal hydride fillet 300, only the portion of the metal hydride fillet 300 that is in contact with the heat exchange tube 400 performs heat exchange with the heat medium Only the portion contacting with the heat exchange tube 400 is actively absorbing / desorbing hydrogen, and the hydrogen absorption / desorption can not be effectively performed in the remaining portion. However, when the heat exchanging fin 200 is provided between the metal hydride fillets 300 as in the metal hydride hydrogen storage container according to the present invention, each portion of the metal hydride fillet 300 effectively exchanges heat with the heat medium Bar, and the efficiency of hydrogen absorption / desorption is maximized.

한편, 열매체 유출관(420)은 압력하우징(100)의 가운데 부위에 배열되고, 열매체 유입관(410)은 상기 열매체 유출관(420)을 중심으로 방사형으로 배열되도록 다수 개 마련되는데, 외부로부터 공급된 열매체가 각 열매체 유입관(410)에 고르게 분배되고 각 열매체 유입관(410)을 지난 열매체가 하나의 열매체 유출관(420)으로 모아질 수 있도록, 열매체 공급관(510) 및 열매체 리턴관(520)이 구비된다.A plurality of heat medium outlet pipes 420 are arranged at the center of the pressure housing 100 and a plurality of heating medium inlet pipes 410 are arranged radially around the heat medium outlet pipe 420. The heating medium supply pipe 510 and the heating medium return pipe 520 are connected to each other so that the heating medium is uniformly distributed to the heating medium inlet pipe 410 and the heating medium passing through the heating medium inlet pipe 410 can be collected by the single heating medium outlet pipe 420. [ Respectively.

상기 열매체 공급관(510)은, 일단(도 3에서는 좌측단)이 상기 열매체 입출구(110)에 삽입되고 타단(도 3에서는 우측단)이 복수 개의 열매체 유입관(410) 입구에 연결되도록 다수 개로 분기되며, 상기 열매체 리턴관(520)은 일단이 복수 개의 열매체 유입관(410) 출구에 각각 연결되도록 분기되고 타단이 상기 열매체 유출관(420)의 입구에 연결되는 구조를 갖는다. 따라서 상기 열매체 공급관(510)으로 공급된 열매체는 다수 개의 열매체 유입관(410)으로 분기되어 공급된 후, 열매체 리턴관(520)을 지나는 동안 하나의 유로로 합쳐진 후 열매체 유출관(420)을 통해 압력하우징(100) 외부로 배출된다.The heat medium supply pipe 510 is connected to a plurality of heat medium inlet pipes 410 so that one end (the left end in FIG. 3) is inserted into the heat medium inlet / outlet 110 and the other end The heat medium return pipe 520 has a structure in which one end is branched to be connected to the plurality of outlets of the heating medium inlet pipe 410 and the other end is connected to the inlet of the heating medium outlet pipe 420. Therefore, the heating medium supplied to the heating medium supply pipe 510 is branched and supplied to the plurality of heating medium inlet pipes 410, and then is combined into one flow path while passing through the heating medium return pipe 520, And is discharged outside the pressure housing 100.

이때, 열매체 입출구(110)가 원형으로 형성되더라도 열매체 공급관(510)과 열매체 유출관(420)이 기밀성을 유지하면서 상기 열매체 입출구(110)를 관통할 수 있도록, 상기 열매체 공급관(510)의 외측면은 열매체 입출구(110)의 내측면에 압착되고, 상기 열매체 유출관(420)의 출구는 열매체 공급관(510)의 일측을 이중관구조로 관통하여 상기 압력하우징(100) 외부로 인출되도록 구성됨이 바람직하다. 한편, 압력하우징(100)으로의 수소 흡/방출 시 이물질의 유출입을 방지할 수 있도록, 상기 수소 입출구(120)를 덮는 수소 입출필터(130)가 구비될 수 있다. The outer surface of the heat medium supply pipe 510 is connected to the heat medium supply pipe 510 so that the heat medium supply pipe 510 and the heat medium discharge pipe 420 can pass through the heat medium inlet and outlet 110 while maintaining the airtightness even if the heat medium inlet / And the outlet of the heating medium outlet pipe 420 is configured to pass through one side of the heating medium supply pipe 510 through the double pipe structure and to be drawn out of the pressure housing 100 . Meanwhile, a hydrogen inlet / outlet filter 130 may be provided to cover the hydrogen inlet / outlet 120 to prevent foreign substances from flowing into / out of the pressure housing 100.

상기 언급한 바와 같이 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기는, 압력하우징(100)의 길이방향 일측(도 3에서는 좌측)으로 열매체의 입출입이 이루어지고, 압력하우징(100)의 길이방향 타측(도 3에서는 우측)으로 수소의 입출입이 이루어지는바, 열매체 유로와 수소 유로를 보다 단순화시킬 수 있다는 장점이 있다.As described above, the metal hydride hydrogen storage container according to the present invention has a structure in which the heating medium is introduced into and discharged from one side of the longitudinal direction of the pressure housing 100 (left side in FIG. 3) (Right side in Fig. 3), the heat medium flow path and the hydrogen flow path can be further simplified.

도 4는 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기에 포함되는 열교환핀(200)의 평면도이고, 도 5는 열교환핀(200)과 금속 수소화물 필렛(300)과 열교환관(400)의 결합구조를 도시하는 분해사시도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 금속 수소화물 수소 저장용기의 횡방향 단면사시도 및 횡단면도이다.4 is a plan view of the heat exchange fin 200 included in the metal hydride hydrogen storage vessel according to the present invention. And FIGS. 6 and 7 are a cross-sectional perspective view and a cross-sectional view, respectively, of a metal hydride hydrogen storage container according to the present invention.

본 발명에 포함되는 열교환핀(200)은 압력하우징(100) 내에서 안정적으로 고정될 수 있도록, 일면에 금속 수소화물 필렛(300)이 안착되는 바닥부(210)와, 상기 바닥부(210)의 가장자리로부터 상기 압력하우징(100) 내부공간의 길이방향을 따라 연장되어 외측면이 압력하우징(100) 내벽에 밀착되는 측벽부(220)로 구성된다.The heat exchange fin 200 included in the present invention includes a bottom 210 on which a metal hydride fillet 300 is mounted on one side so as to be stably fixed in the pressure housing 100, And a side wall part 220 extending along the longitudinal direction of the inner space of the pressure housing 100 from the edge of the pressure housing 100 and having an outer side thereof closely contacting the inner wall of the pressure housing 100.

이때, 상기 바닥부(210)가 상호 적층된 두 개의 금속 수소화물 필렛(300) 사이를 완전히 차단하면, 금속 수소화물 필렛(300)에서 발생된 수소가 상기 바닥부(210)를 통과하지 못하여 수소 입출구(120) 측으로 흐를 수 없으므로, 상기 바닥부(210)에는 수소가 통과할 수 있는 수소 통기공(216)이 다수 개 형성된다. 물론, 열매체 유입관(410)과 열매체 유출관(420)이 상기 바닥판을 관통하는 구조로 배열될 수 있도록, 상기 바닥부(210)에는 열매체 유입관(410)이 관통하는 유입관 관통공(212)과, 열매체 유출관(420)이 관통하는 유출관 관통공(214)이 형성되어야 할 것이다.At this time, if the bottom part 210 completely blocks the two metal hydride fillets 300 stacked on each other, the hydrogen generated in the metal hydride fillet 300 can not pass through the bottom part 210, The bottom portion 210 is formed with a plurality of hydrogen ventilation holes 216 through which hydrogen can pass. Of course, the bottom portion 210 is provided with an inlet pipe through-hole (not shown) through which the heating medium inlet pipe 410 passes, so that the heating medium inlet pipe 410 and the heating medium outlet pipe 420 can be arranged to penetrate the bottom plate 212 and an outflow pipe through-hole 214 through which the heating medium outflow pipe 420 passes.

한편, 금속 수소화물 필렛(300)은, 전체 부피가 동일하더라도 표면적은 증가될 수 있도록, 작은 크기의 필렛으로 제작되어 하나의 바닥부(210)에 다수 개 안착됨이 바람직하다. 즉, 상기 금속 수소화물 필렛(300)은, 하나의 바닥부(210) 중심에 하나 안착되는 센터 필렛(310)과, 상기 센터 필렛(310)을 중심으로 방사형을 배열되는 복수 개 사이드 필렛(320)으로 구성됨이 바람직하다. 이와 같이 작은 크기의 금속 수소화물 필렛(300)이 다수 개 장착되도록 구성되면, 전체 금속 수소화물 필렛(300)의 표면적이 증가하는바 수소 흡/방출량이 현저히 증가된다는 효과를 얻을 수 있다.It is preferable that the metal hydride fillets 300 are made of fillets of a small size so that the surface area can be increased even if the total volume is the same. That is, the metal hydride fillet 300 includes a center fillet 310 that is seated at the center of one bottom 210, a plurality of side fillets 320 arranged radially around the center fillet 310, ). When the metal hydride fillets 300 having a small size are installed in a large number, the surface area of the entire metal hydride fillet 300 is increased, and the hydrogen absorption / desorption amount is remarkably increased.

이때, 상기 금속 수소화물 필렛(300)이 직육면체 또는 사각판 형상으로 제작되면, 이웃하는 두 개의 금속 수소화물 필렛(300) 측면이 면접촉을 하게 되어 금속 수소화물 필렛(300)의 외측면 중 외부로 노출되는 면적이 감소하게 되고, 이에 따라 수소 흡/방출량이 감소하는 결과가 야기될 수 있다. 따라서 상기 금속 수소화물 필렛(300)은 측면이 다른 금속 수소화물 필렛(300)과 접촉될 때 면접촉이 아닌 선접촉을 이룰 수 있도록, 본 실시예에 도시된 바와 같이 원판 형상으로 형성됨이 바람직하다. 물론, 이웃하는 두 개의 금속 수소화물 필렛(300) 간의 접촉면적이 좁아질 수 있다면, 상기 금속 수소화물 필렛(300)의 형상은 본 실시예에 도시된 원판형상 이외에 다양한 형상으로 대체될 수 있다.When the metal hydride fillet 300 is formed into a rectangular parallelepiped shape or a rectangular plate shape, the two side surfaces of the metal hydride fillet 300 are in surface contact with each other, The amount of hydrogen absorption / desorption can be reduced. Therefore, it is preferable that the metal hydride fillet 300 is formed in a disc shape as shown in this embodiment so that when the metal hydride fillet 300 is brought into contact with other metal hydride fillets 300, . Of course, if the contact area between two neighboring metal hydride fillets 300 can be narrowed, the shape of the metal hydride fillet 300 may be replaced with various shapes other than the disc shape shown in this embodiment.

한편, 상기 열매체 유출관(420)은 상기 바닥부(210)의 중심에 안착된 금속 수소화물 필렛(300)을 관통하고, 상기 열매체 유입관(410)은 나머지 금속 수소화물 필렛(300)들을 각각 관통하도록 복수 개 구비된다. 열매체와 금속 수소화물 필렛(300) 간의 열교환량은 열매체의 온도 및 유량에 따라 결정되는데, 사이드 필렛(320)과 접촉되는 열매체(열매체 유입관(410)을 지나는 열매체)는 유량이 적은 대신 사이드 필렛(320)과의 온도차가 크고, 센터 필렛(310)과 접촉되는 열매체(열매체 유출관(420)을 지나는 열매체)는 센터 필렛(310)과의 온도차는 적은 대신 유량이 많으므로, 사이드 필렛(320)과 센터 필렛(310)의 열교환량을 어느 정도 비슷하게 유지될 수 있다.The heating medium outlet pipe 420 penetrates the metal hydride fillet 300 seated in the center of the bottom 210 and the heating medium inlet pipe 410 connects the remaining metal hydride fillets 300 And a plurality of the through holes are provided. The amount of heat exchange between the heating medium and the metal hydride fillet 300 depends on the temperature and the flow rate of the heating medium. The heating medium in contact with the side fillets 320 (heating medium passing through the heating medium inlet pipe 410) Since the temperature difference between the center fillet 310 and the center fillet 310 is large and the heating medium in contact with the center fillet 310 has a small difference in temperature from the center fillet 310, And the center fillet 310 can be maintained to be somewhat similar to each other.

상기 센터 필렛(310)과 사이드 필렛(320)은, 열매체 유출관(420) 및 열매체 유입관(410)으로부터 각 방향 끝단까지의 거리가 일정하도록 원판 형상으로 형성됨이 바람직하며, 하나의 열교환핀(200)에 안착된 상태에서 흔들리지 아니하고 고정된 상태를 유지할 수 있도록 상호 압착됨이 바람직하다. 즉, 상기 사이드 필렛(320)의 외측단은, 상기 센터필렛의 외측단과 상기 측벽부(220) 내측면과 이웃하는 다른 사이드 필렛(320)의 외측단에 접촉되도록 배열됨이 바람직하다.The center fillet 310 and the side fillet 320 are formed in a disc shape so that the distance from the heating medium outlet pipe 420 and the heating medium inlet pipe 410 to each direction end is constant. 200 so that they can be held in a fixed state without being shaken. That is, the outer end of the side fillet 320 is arranged to contact the outer end of the center fillet and the inner end of the side fillet 320 adjacent to the inner end of the side wall 220.

본 실시예에 도시된 바와 같이 금속 수소화물 필렛(300)이 원판 형상으로 형성되면, 도 7에 도시된 바와 같이 금속 수소화물 필렛(300) 사이에 빈 공간이 확보되고, 바닥부(210) 중 금속 수소화물 필렛(300) 사이 즉, 금속 수소화물 필렛(300)이 안착되지 아니한 영역에 수소 통기공(216)이 형성되는바, 상기 금속 수소화물 필렛(300)에서 발생된 수소가 보다 원활하게 수소 입출구(120) 측으로 흐를 수 있다는 장점이 있다.7, when a metal hydride fillet 300 is formed in a disc shape as shown in this embodiment, a void space is secured between the metal hydride fillets 300, The hydrogen ventilation hole 216 is formed in the region where the metal hydride fillet 300 is not seated between the metal hydride fillets 300. The hydrogen generated in the metal hydride fillet 300 is more smoothly There is an advantage that it can flow toward the hydrogen inlet / outlet 120 side.

또한, 본 실시예에 도시된 바와 같이 각 열교환핀(200)마다 다수 개의 금속 수소화물 필렛(300)이 장착되면, 어느 하나의 금속 수소화물 필렛(300)이 파손되거나 수명이 다한 경우, 해당 금속 수소화물 필렛(300)만을 교체하고 나머지 금속 수소화물 필렛(300)은 그대로 사용할 수 있는바, 유지비용이 현저히 절감될 수 있다는 장점이 있다.As shown in this embodiment, when a plurality of metal hydride fillets 300 are installed for each of the heat exchanging fins 200 and any of the metal hydride fillets 300 is broken or has reached its end of life, Only the hydride fillet 300 can be replaced and the remaining metal hydride fillet 300 can be used as it is, which is advantageous in that the maintenance cost can be remarkably reduced.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

100 : 압력하우징 110 : 열매체 입출구
120 : 수소 입출구 130 : 수소 입출필터
200 : 열교환핀 210 : 바닥부
212 : 유입관 관통공 214 : 유출관 관통공
216 : 수소 통기공 220 : 측벽부
300 : 금속 수소화물 필렛 310 : 센터 필렛
320 : 사이드 필렛 400 : 열교환관
410 : 열매체 유입관 420 : 열매체 유출관
510 : 열매체 공급관 520 : 열매체 리턴관100: Pressure housing 110: Heat medium inlet / outlet
120: hydrogen inlet / outlet 130: hydrogen inlet / outlet filter
200: heat exchange fin 210: bottom part
212: inlet pipe through-hole 214: outlet pipe through-hole
216: hydrogen vent hole 220: side wall portion
300: metal hydride fillet 310: center fillet
320: Side fillet 400: Heat exchange tube
410: Heat medium inlet pipe 420: Heat medium outlet pipe
510: heat medium supply pipe 520: heat medium return pipe

Claims (8)

일방향으로 길게 연장된 내부공간을 구비하며, 길이방향 양측에 열매체 입출구와 수소 입출구가 형성되는 압력하우징;
상기 압력하우징의 내부공간에 위치되되, 상기 압력하우징의 내부공간의 길이방향을 따라 적층되는 다수 개의 금속 수소화물 필렛;
적층된 다수 개의 금속 수소화물 필렛을 관통하는 열매체 유입관과 열매체 유출관으로 이루어져, 내부를 흐르는 열매체와 상기 금속 수소화물 필렛을 열교환시키는 열교환관;
일면에 상기 금속 수소화물 필렛이 안착되되 상기 열매체 유입관이 관통하는 유입관 관통공과 상기 열매체 유출관이 관통하는 유출관 관통공과 수소가 통과할 수 있는 수소통기공이 형성되는 바닥부와, 상기 바닥부의 가장자리로부터 상기 압력하우징 내부공간의 길이방향을 따라 연장되어 외측면이 상기 압력하우징 내벽에 밀착되는 측벽부로 구성되어, 이웃하는 두 개의 금속 수소화물 필렛 사이에 삽입되는 다수 개의 열교환핀;
일단이 상기 열매체 입출구에 삽입되고 타단이 복수 개의 열매체 유입관 입구에 연결되도록 분기되는 열매체 공급관; 및
일단이 복수 개의 열매체 유입관 출구에 각각 연결되도록 분기되고 타단이 상기 열매체 유출관의 입구에 연결되는 열매체 리턴관;
을 포함하되,
상기 열매체 유출관의 출구는 상기 열매체 공급관의 일측을 이중관구조로 관통하여 상기 압력하우징 외부로 인출되도록 배열되고,
상기 금속 수소화물 필렛은, 원판 형상으로 형성되어 하나의 바닥부 중심에 하나 안착되는 센터 필렛과, 원판형상으로 형성되어 상기 센터 필렛을 중심으로 방사형을 배열되는 복수 개 사이드 필렛으로 구성되며,
상기 열매체 유출관은 상기 바닥부의 중심에 안착된 금속 수소화물 필렛을 관통하고, 상기 열매체 유입관은 나머지 금속 수소화물 필렛들을 각각 관통하도록 복수 개 구비되며,
상기 사이드 필렛의 외측단은, 상기 센터필렛의 외측단과 상기 측벽부 내측면과 이웃하는 다른 사이드 필렛의 외측단에 접촉되도록 배열되고,
상기 수소 통기공은 상기 바닥부 중 상기 금속 수소화물 필렛이 안착되지 아니한 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 수소화물 수소 저장용기.A pressure housing having an inner space elongated in one direction and having a heating medium inlet and outlet and a hydrogen inlet and outlet at both longitudinal sides thereof;
A plurality of metal hydride fillets positioned in the inner space of the pressure housing and stacked along the longitudinal direction of the inner space of the pressure housing;
A heat exchange tube which is composed of a heat medium inlet pipe and a heat medium outlet pipe which penetrate a plurality of stacked metal hydride fillets and heat-exchanges the metal hydride fillet with the heat medium flowing inside;
A bottom portion on which the metal hydride fillet is mounted and on which an inlet pipe through-hole through which the heating medium inlet pipe passes, an outlet pipe through-hole through which the heating-medium outlet pipe passes, and a hydrogen por- tion through which hydrogen can pass are formed, A plurality of heat exchange fins inserted between two neighboring metal hydride fillets, the side wall portions extending from the edge of the pressure housing along the longitudinal direction of the inner space of the pressure housing, the outer side of which closely contacts the inner wall of the pressure housing;
A heating medium supply pipe, one end of which is inserted into the heating medium inlet / outlet port and the other end thereof is branched so as to be connected to the inlet ports of the plurality of heating medium inlet pipes; And
A heating medium return pipe whose one end is branched to be connected to each of the plurality of heating medium inlet pipe outlets and the other end is connected to the inlet of the heating medium outlet pipe;
≪ / RTI >
The outlet of the heating medium outlet pipe is arranged to pass through one side of the heating medium supply pipe through the double pipe structure and to be drawn out of the pressure housing,
The metal hydride fillet includes a center fillet formed in a disk shape and one of which is seated at the center of one bottom portion and a plurality of side fillets formed in a circular plate shape and arranged radially around the center fillet,
Wherein the heating medium outlet pipe passes through a metal hydride fillet seated in the center of the bottom portion, and the heating medium inlet pipe is provided with a plurality of metal hydride fillets,
The outer end of the side fillet is arranged to contact the outer end of the center fillet and the outer end of the other side fillet adjacent to the inner side surface of the side wall portion,
Wherein the hydrogen vent hole is formed in a region of the bottom portion where the metal hydride fillet is not seated. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 수소 입출구를 덮도록 장착되는 수소 입출필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 수소화물 수소 저장용기.The method according to claim 1,
And a hydrogen inlet / outlet filter mounted to cover the hydrogen inlet / outlet.
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