KR102205888B1 - 레독스 흐름 전지용 누액 감지기 - Google Patents

레독스 흐름 전지용 누액 감지기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레독스 흐름 전지(RFB)에서 발생하는 누액이 모일수 있는 누액 트레이(40)에 설치되는 누액 감지기(30)에 있어서, 상기 누액 감지기(30)은 몸체(31), 상기 몸체(31) 내부의 바닥면(31c)에 설치되는 조도 센서(33) 및 전자 회로(32)를 포함하고, 상기 누액 감지기(30)의 몸체(31)는 상부의 차단부(31a)와 하부의 투명부(31b)를 포함하고, 상기 누액 트레이(40)는 누설되는 전해액의 허용치인 감지 기준 선(51a)이 설정되어 있고, 상기 투명부(31b)의 높이(h1)은 누액 트레이(40)의 감지 기준 선(51a)의 높이와 일치하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 누액 감지기에 관한 것이다.

Description

레독스 흐름 전지용 누액 감지기 {Leak Detector For Redox Flow Battery}
본 발명은 레독스 흐름전지용 누액 감지기에 관한 것이다.
RFB(레독스 흐름 전지)는 전해질이 별도로 분리된 탱크에 저장되며 탱크 안에 저장된 액체 상태의 전해질이 스택 내부를 순환하며 충방전이 이루어지는 구조를 가지고 있다.
전해질은 탱크 안에서 배관을 통하여 스택 내부로 순환하므로 배관이 손상되거나 배관의 결합에 문제가 생기는 등의 원인으로 누액이 발생할 수 있다.
일반적으로 사용되는 RFB용 전해질은 강산을 포함하고 있는 경우가 많기 때문에 누액이 발생할 경우 금속제의 프레임 등이 부식되는 문제가 발생할 수 있고, 누액의 양이 많을 경우 성능 감소, 또한 외부로 유출될 경우 외부 환경을 오염시킬 우려가 있다.
이러한 것을 방지하기 위하여 RFB는 누액 발생시 이를 모아 저장할 수 있는 구조(누액 트레이)를 갖춘 경우가 대부분이며 누액 센서 등을 사용하여 누액을 감지한다.
일반적으로 많이 사용되는 내약품용 누액검지센서는 리본이나 포인트 타입으로 구성되어 있으며 약품이 검출부에 닿을 경우 저항의 변화를 감지하는 원리로 작동된다. 이때 저항의 변화가 크지 않으며 민감한 센서가 필요하여 해당 원리를 이용한 누액센서는 매우 고가이다.
또는 누액 트레이에 플로트 스위치 타입의 센서를 추가하는 방식으로 누액을 검출할 수도 있다. 하지만 누액 양이 많지 않고 조금씩 발생할 경우 동작부에 전해질이 묻고 굳어져 동작부가 제대로 움직이지 않는 일이 자주 발생하여 신뢰성이 떨어진다.
전해질이 전기가 통한다는 점에 착안하여 전극봉 타입의 센서를 사용할 수도 있다. 누액 트레이에 전해질이 일정 이상 찰 경우 일정 간격으로 벌어진 전극봉 간의 저항이 매우 낮아진다는 점을 이용한 방식이다.
하지만 전극봉이 스텐으로 제작되는 경우가 대부분이므로 산성 용액에 내화학성이 없어 영구적으로 사용할 수 없다는 단점이 있다.
또한, 전해질에 전기가 통하므로 전해질과 연결된 누액 센서를 통하여 제어부에 노이즈가 유입될 수 있다는 문제점을 가지고 있다.
등록 특허 제10-2049580-0000호 (2019.11.21) 등록 특허 제10-2161420-0000호 (2020.09.24)
본 발명은 레독스 흐름 전지에 적합한 누액 감지기를 저가격으로 구현하고자 하는 것으로 누액 여부만을 감지하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명에서 전해질과 감지부는 전기적으로 완전히 절연되도록 하여 전해질을 통한 노이즈의 유입을 막고 신뢰성 있게 누액 여부를 측정할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명은 레독스 흐름 전지(RFB)에서 발생하는 누액이 모일수 있는 누액 트레이(40)에 설치되는 누액 감지기(30)에 있어서, 상기 누액 감지기(30)은 몸체(31), 상기 몸체(31) 내부의 바닥면(31c)에 설치되는 조도 센서(33) 및 전자 회로(32)를 포함하고, 상기 누액 감지기(30)의 몸체(31)는 상부의 차단부(31a)와 하부의 투명부(31b)를 포함하고, 상기 누액 트레이(40)는 누설되는 전해액의 허용치인 감지 기준 선(51a)이 설정되어 있고, 상기 투명부(31b)의 높이(h1)은 누액 트레이(40)의 감지 기준 선(51a)의 높이와 일치하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 누액 감지기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 누액 감지기(30); 및 상기 누액 트레이(40)가 설치되는 프레임(100)을 포함하고, 상기 누액 트레이(40)는 몸체(41) 및 상기 몸체(41) 상부에서 외부로 연장되는 테두리(42)를 포함하고, 상기 프레임(100)에는 상기 테두리(42)가 맞추어지는 오목부(142)와 상기 오목부(142)의 안쪽에 위치하며 상기 몸체(41)가 맞추어지는 개구(150)를 포함하고, 상기 오목부(142)에는 제1 및 제2 고정부(142a, 142b)가 형성되어 있고 상기 누액 트레이(40)의 테두리(42) 하부에는 상기 제1 및 제2 고정부(142a, 142b)에 맞추어지는 제3 및 제4 고정부가 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 레독스 흐름 전지는 스택을 추가로 포함하고, 상기 프레임(100)은 상기 오목부(142)의 양쪽 측면에 위치하고 상기 스택을 지지하는 제1 및 제2 스택 고정부(120a, 120b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스택 고정부(120a, 120b)에는 각각 제1 및 제2 스택 고정홀(123a, 123b)이 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에서는 레독스 흐름 전지에 적합한 누액 감지기를 저가격으로 구현하였으며 본 발명의 누액 감지기는 누액 여부만을 감지한다.
또한, 본 발명에서 전해질과 감지부는 전기적으로 완전히 절연되도록 하여 전해질을 통한 노이즈의 유입을 막고 신뢰성 있게 누액 여부를 측정할 수 있도록 하고자 한다.
도 1는 본 발명 누액 감지기(30)가 누액 트레이(40)에 설치된 상태의 측면도이다.
도 2는 본 발명 누액 감지기(30)의 측면도이다.
도 3은 본 발명 누액 감지기(30)가 설치되는 누액 트레이(40)의 사시도이다.
도 4은 본 발명 누액 트레이(40)가 설치되는 프레임(100)에 대한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 도 1에 도시된 것과 같이 레독스 흐름 전지(RFB)에서 누액이 발생할 경우 전해질이 정해진 곳으로 모일 수 있는 누액 트레이(40)와 상기 누액 트레이(40)에 설치된 누액 감지기(30)를 포함한다.
상기 누액 감지기(30)은 도 2에서 처럼 몸체(31), 상기 몸체(31) 내부의 바닥면(31c)에 설치되는 조도 센서(33) 및 전자 회로(32)를 포함한다.
상기 누액 감지기(30)의 몸체(31)는 누설되는 전해액에 내약품성을 갖는 플라스틱 재질의 길고 얇은 통 형상이고, 바닥면(31c)에는 조도 센서(33)가 설치된다.
상기 누액 감지기 몸체(31)는 상부의 차단부(31a)와 하부의 투명부(31b)를 포함하고, 상기 차단부(31a)는 누액 트레이의 감지 기준 선(51a) 위로 노출되는 부분으로 검은색 등에 의해 빛을 차단하는 부분이고, 상기 투명부(31b)는 누액 트레이의 감지 기준 선(51a) 아래 부분으로 투명한 부분이다.
레독스 흐름 전지에서 전해질이 누액되어 누액 트레이(40)에 모이고 감지 기준 선(51a) 위로 전해질(51)이 차게 되면 어두운 전해질이 투명부(31b)로 비추어지는 빛을 차단하여 조도센서(33)에서 감지되는 빛의 양이 현저하게 줄게 된다.
전자 회로(32)는 조도 센서(33)에서 감지되는 빛의 양이 기준치보다 줄면 외부로 신호를 내보내는 회로로 구성되어 있으며 바닥면(31c)에 장착된다.
상기 감지 기준선(51a)의 위치는 전해질의 종류에 따라 다르므로 시험을 통해 정하고, 마찬가지로 투명부(31b)의 높이(h1)도 이에 맞추어 수정되게 하거나 수정된 누액 감지 센서(30)를 누액 트레이(40)에 설치한다.
누액 감지기 몸체(31)은 상부의 전선의 통로를 제외하고 내약품성을 갖는 재질로 이루어져 전해액의 침투를 막는 것이 바람직하다.
전선 인출입구는 누액 트레이의 최상단부보다 위에 위치하여 누액센서 내부로 전해액의 유입이 원천적으로 차단되는 것이 적절하다.
도 3은 누액 트레이(40)의 사시도이고 도 4는 누액 트레이(40)가 설치되는 프레임(100)의 사시도로서, 누액 트레이(40)는 몸체(41) 및 상기 몸체(41) 상부에서 외부로 연장되는 테두리(42)를 포함한다.
상기 프레임(100)에는 상기 테두리(42)가 놓여지는 오목부(142)가 구비되어 있어서, 상기 테두리(42)가 상기 오목부(142)에 맞추어지면서 누액 트레이(40)가 프레임(100)에 고정된다.
상기 오목부(142)에는 제1 및 제2 고정부(142a, 142b)가 형성되어 있으며, 상기 누액 트레이(40)의 테두리(42) 하부에는 상기 제1 및 제2 고정부(142a, 142b)에 맞추어지는 제3 및 제4 고정부가 형성되어 있다.
또한, 상기 오목부(142)의 안쪽에는 개구(150)가 형성되어 있으며 상기 개구(150)에 상기 누액 트레이(40)의 몸체(41)가 맞추어진다.
상기 누액 트레이(40)의 내부에 누액 검출기(30)가 설치된다.
또한, 상기 오목부(142)의 양쪽 측면에는 제1 및 제2 스택 고정부(120a, 120b)가 형성되어 있고, 레독스 흐름 전지 스택의 하부는 상기 제1 및 제2 스택 고정부(120a, 120b)에 고정되고, 스택으로부터 누설되는 전해질 누액은 누액 트레이(40)에 놓여진다.
상기 제1 및 제2 스택 고정부(120a, 120b)에는 각각 제1 및 제2 스택 고정홀(123a, 123b)이 형성되어 있어서 상부에 놓여지는 스택을 고정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
30: 누액 감지기 40: 누액 트레이
51: 전해액 51a: 누액 감지선

Claims (3)

  1. 레독스 흐름 전지(RFB)에서 발생하는 누액이 모일수 있는 누액 트레이(40) 설치된 누액 감지기(30)에 있어서,
    상기 누액 감지기(30)은 몸체(31), 상기 몸체(31) 내부의 바닥면(31c)에 설치되는 조도 센서(33) 및 전자 회로(32)를 포함하고,
    상기 누액 감지기(30)의 몸체(31)는 상부의 차단부(31a)와 하부의 투명부(31b)를 포함하고,
    상기 누액 트레이(40)는 누설되는 전해액의 허용치인 감지 기준 선(51a)이 설정되어 있고, 상기 투명부(31b)의 높이(h1)은 누액 트레이(40)의 감지 기준 선(51a)의 높이와 일치하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 누액 감지기.
  2. 제1항의 누액 감지기; 및
    상기 누액 트레이(40)가 설치되는 프레임(100)을 포함하고,
    상기 누액 트레이(40)는 몸체(41) 및 상기 몸체(41) 상부에서 외부로 연장되는 테두리(42)를 포함하고,
    상기 프레임(100)에는 상기 테두리(42)가 맞추어지는 오목부(142)와 상기 오목부(142)의 안쪽에 위치하며 상기 몸체(41)가 맞추어지는 개구(150)를 포함하고,
    상기 오목부(142)에는 제1 및 제2 고정부(142a, 142b)가 형성되어 있고 상기 누액 트레이(40)의 테두리(42) 하부에는 상기 제1 및 제2 고정부(142a, 142b)에 맞추어지는 제3 및 제4 고정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 누액 감지기를 포함하는 레독스 흐름 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레독스 흐름 전지는 스택을 추가로 포함하고,
    상기 프레임(100)은 상기 오목부(142)의 양쪽 측면에 위치하고 상기 스택을 지지하는 제1 및 제2 스택 고정부(120a, 120b)를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스택 고정부(120a, 120b)에는 각각 제1 및 제2 스택 고정홀(123a, 123b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 누액 감지기를 포함하는 레독스 흐름 전지.


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