KR102226748B1 - Energy supply apparatus for drones using hydrogen fuel cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치에 관한 것으로, 수소를 이용하여 전기 에너지의 생산 및 저장이 이루어질 수 있도록 구성되는 하우징부를 포함하는 드론본체; 상기 하우징부의 상부에 내장되며, 일정량의 수소연료가 저장되는 수소탱크; 상기 수소탱크와 연결되며, 공급되는 수소연료의 공급 압력을 감압하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터와 연결되며, 감압이 이루어진 수소연료와 외부 공기 반응을 유도하여 전기를 생산하는 스택; 생산된 전기의 공급 여부, 드론의 구동 및 비행을 제어하는 컨트롤러; 및 생산된 전기가 저장되는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an energy supply device for a drone using a hydrogen fuel cell, comprising: a drone body including a housing unit configured to produce and store electric energy using hydrogen; A hydrogen tank built in the upper part of the housing and storing a predetermined amount of hydrogen fuel; A regulator connected to the hydrogen tank and reducing a supply pressure of the supplied hydrogen fuel; A stack connected to the regulator and generating electricity by inducing a reaction between hydrogen fuel and external air, which has been depressurized; A controller that controls whether or not the generated electricity is supplied, driving and flying the drone; And a battery in which the generated electricity is stored.
Description
본 발명은 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소 연료전지를 이용하여 드론으로 공급하는 전기 에너지의 효율을 극대화시켜 드론의 체공 비행시간 및 임무 수행 반경을 향상시키고, 수소 저장탱크로부터 공급되는 수소 연료의 공급 압력을 단계별로 안정적으로 감압이 이루어지도록 함으로써, 연료 공급의 안정성을 극대화시킬 수 있는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy supply device for a drone using a hydrogen fuel cell, and more particularly, by maximizing the efficiency of electric energy supplied to the drone using a hydrogen fuel cell, the flight time and the mission execution radius of the drone are improved. , It relates to an energy supply device for a drone using a hydrogen fuel cell capable of maximizing the stability of fuel supply by stably reducing the supply pressure of hydrogen fuel supplied from the hydrogen storage tank step by step.
일반적으로, 무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicle; UAV)는 드론(drone)이라고도 불리우며, 무선전파로 조종할 수 있는 무인 항공기를 가리킨다. 이러한 무인 비행체는, 카메라, 센서, 통신시스템 등이 탑재되어 있으며 그 용도에 따라 무게와 크기도 다양하다. 초창기 무인 비행체는 군사용도로 처음 생겨났지만 전자 통신기술의 지속적 발전에 따라 군사용도 뿐만 아니라 그 이외의 다양한 분야로 확대 보급되고 있으며, 장시간 다양한 임무를 수행하기 적합한 무인 비행체로 선호되고 있다.In general, Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is also called a drone, and refers to an unmanned aerial vehicle that can be controlled by radio waves. Such unmanned aerial vehicles are equipped with cameras, sensors, and communication systems, and vary in weight and size according to their use. In the early days, unmanned aerial vehicles were first created for military use, but according to the continuous development of electronic communication technology, they are spreading not only to military use but also to various other fields, and are preferred as unmanned aerial vehicles suitable for performing various missions for a long time.
한편, 전술한 다양한 임무의 수행을 위해서는 드론의 안정적인 비행시간이 확보되어야 하고, 이를 위해 드론에 구비되는 에너지원의 보유량을 증가시키기 위해 배터리로 사용되는 2차 전지는 용량을 늘리게 되면 부피와 무게가 증가하는 문제점이 발생하였으며, 이는 로터에서 비행을 위해 발생하는 양력의 크기를 증가시켜야 하고, 양력을 발생시키는 로터와 로터를 구동시키는 구동부의 크기도 커지게 됨에 따라 전체적인 드론의 무게와 부피가 증가하는 결과를 초래하게 된다.On the other hand, in order to perform the various missions described above, a stable flight time of the drone must be secured, and for this purpose, the secondary battery used as a battery to increase the reserves of the energy source provided in the drone increases in volume and weight when the capacity is increased. There was an increasing problem, which means that the size of the lift generated by the rotor for flight must be increased, and the size of the rotor generating the lift and the drive unit that drives the rotor also increases, increasing the overall weight and volume of the drone. It has consequences.
따라서, 드론의 무게를 많이 증가시키지 않고, 비행 및 임무수행 시간을 증가시킬 수 있는 기술의 개발이 필요하게 되었다.Therefore, it is necessary to develop a technology capable of increasing the flight and mission execution time without increasing the weight of the drone much.
일 예로, 대한민국 등록특허 제10-1924225호(이하, 선행기술문헌 1이라고 함.)에는, 구동제어시스템을 구비한 상태로 비행하는 드론에 있어서, 드론에 구비되어 연료탱크로부터 수소를 공급받아 전기를 생산하는 연료전지; 드론에 구비되어 전력을 공급하는 2차 전지; 연료전지의 상태정보와 2차 전지의 상태정보를 입력받아 연료전지와 2차 전지의 전력 사용여부 또는 2차 전지의 충전여부를 제어하면서, 연료전지에서 생성된 전력이 2차 전지의 충전을 위하여 공급됨과 동시에 구동제어시스템에 공급될 수 있도록 제어하는 하이브리드 컨트롤러를 포함하는 하이브리드 컨트롤러를 구비한 수소연료전지 드론이 게재된 바 있다. For example, in Korean Patent Registration No. 10-1924225 (hereinafter referred to as Prior Art Document 1), in a drone flying with a driving control system equipped, electricity is supplied by hydrogen supplied from a fuel tank provided in the drone. A fuel cell that produces; A secondary battery provided in the drone to supply power; By receiving the status information of the fuel cell and the status information of the secondary battery, the power generated by the fuel cell is used to charge the secondary battery while controlling whether the fuel cell and the secondary battery use power or whether the secondary battery is charged. A hydrogen fuel cell drone equipped with a hybrid controller including a hybrid controller that controls so that it can be supplied and supplied to the drive control system at the same time has been published.
그러나, 전술한 선행기술문헌 1에 의하면, 수소를 이용하는 연료전지와 2차 전지를 모두 구비함에 따라 드론 자체의 무게 증가를 발생시켜 드론의 경량화를 달성하지 못하는 문제점이 있다. However, according to the above-described Prior Art Document 1, there is a problem in that the weight of the drone is not achieved by increasing the weight of the drone itself, as both a fuel cell and a secondary battery using hydrogen are provided.
또한, 연료전지로부터 전기 에너지의 생산이 이루어질 때, 공급되는 수소의 공급량에 대한 제어가 이루어지지 않도록 구성되어 있어서 전기 에너지의 생산시 안전성에 대한 문제점이 발생하였으며, 드론의 주변 환경, 비행 시간이나 비행시 소모되는 전력의 차이로 인한 원활한 에너지의 공급이 어려워 오히려 드론의 비행시간이 줄어드는 문제점이 있다. In addition, when electric energy is produced from a fuel cell, it is configured not to control the supply amount of hydrogen supplied, so there was a problem with safety during the production of electric energy, and the surrounding environment of the drone, flight time, or flight It is difficult to supply energy smoothly due to the difference in power consumed during the time, and rather, there is a problem that the flight time of the drone is reduced.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, 수소 연료전지를 이용하여 드론으로 공급하는 전기 에너지의 효율을 극대화시켜 드론의 체공 비행시간 및 임무 수행 반경을 향상시킬 수 있는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve such a problem, the present invention was conceived by the above-described background technology, and the efficiency of electric energy supplied to the drone is maximized using a hydrogen fuel cell, thereby improving the flying time and the mission execution radius of the drone. Its purpose is to provide an energy supply device for drones using hydrogen fuel cells.
또한, 본 발명은 수소 저장 실린더 및 수소 연료전지 스택의 경량화함과 동시에 수소 저장 실린더로부터 공급되는 수소 연료의 공급 압력을 단계별로 안정적으로 감압이 이루어지도록 함으로써, 연료 공급의 안정성을 극대화시킬 수 있는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention reduces the weight of the hydrogen storage cylinder and the hydrogen fuel cell stack, and at the same time stably reduces the supply pressure of hydrogen fuel supplied from the hydrogen storage cylinder in stages, thereby maximizing the stability of fuel supply. Its purpose is to provide an energy supply device for drones using fuel cells.
또한, 본 발명은 드론의 주변으로 헬륨가스가 충전되는 부력튜브를 더 구성하여 드론의 체공시간 및 이동 가능 거리를 연장시키고, 안정적인 비행을 유지할 수 있으며, 드론의 하강, 또는 추락시 높은 공기 저항력을 제공하여 충돌에 의한 대비시간을 확보할 수 있는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention further configures a buoyancy tube in which helium gas is charged around the drone to extend the flight time and movement distance of the drone, to maintain stable flight, and to maintain high air resistance when the drone descends or falls. It is an object of the present invention to provide an energy supply device for drones using a hydrogen fuel cell that can secure a preparation time by a collision.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다. However, the object of the present invention is not limited thereto, and objects or effects that can be grasped from the solutions or embodiments of the problem are also included therein even if not explicitly mentioned.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수소를 이용하여 전기 에너지의 생산 및 저장이 이루어질 수 있도록 구성되는 하우징부를 포함하는 드론본체; 상기 하우징부의 상부에 내장되며, 일정량의 수소연료가 저장되는 수소탱크; 상기 수소탱크와 연결되며, 공급되는 수소연료의 공급 압력을 감압하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터와 연결되며, 감압이 이루어진 수소연료와 외부 공기 반응을 유도하여 전기를 생산하는 스택; 생산된 전기의 공급 여부, 드론의 구동 및 비행을 제어하는 컨트롤러; 및 생산된 전기가 저장되는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention for achieving such a problem, a drone body including a housing unit configured to produce and store electric energy using hydrogen; A hydrogen tank built in the upper portion of the housing and storing a predetermined amount of hydrogen fuel; A regulator connected to the hydrogen tank and reducing a supply pressure of the supplied hydrogen fuel; A stack connected to the regulator and generating electricity by inducing a reaction between hydrogen fuel and external air having been depressurized; A controller that controls whether or not the generated electricity is supplied, driving and flying the drone; And a battery in which the generated electricity is stored.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레귤레이터는, 상기 하우징부의 내부에 구성되며, 상기 수소탱크와 연결되는 공급라인; 일측으로 공급라인이 연결되고, 공급되는 수소연료의 감압이 이루어지도록 지지하는 감압 하우징; 상기 감압 하우징의 하부에 구성되며, 감압이 이루어진 수소연료를 상기 스택측으로 배출하는 배출 하우징; 상기 배출 하우징의 일면에 구성되며, 공급되는 수소연료의 1차 감압이 이루어지도록 1차 감압부재를 작동시키는 1차 감압부; 및 1차 감압된 수소연료를 2차 감압할 수 있도록 2차 감압부재를 승하강시키는 2차 감압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the regulator includes: a supply line configured inside the housing unit and connected to the hydrogen tank; A decompression housing connected to one side of the supply line and supporting the supplied hydrogen fuel to be depressurized; A discharge housing configured under the pressure reducing housing and discharging the reduced pressure hydrogen fuel to the stack side; A first decompression unit configured on one surface of the discharge housing and operating the first decompression member so that the first decompression of supplied hydrogen fuel is achieved; And a second decompression unit for raising and lowering the second decompression member so that the first decompressed hydrogen fuel can be secondarily decompressed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감압 하우징은, 상기 공급라인의 단부가 삽입 및 고정되며, 상기 공급라인으로부터 일정량의 수소연료를 공급받아 이송하는 제1공급홀과, 상기 제1공급홀과 대향하는 위치에 형성되며, 상기 1차 감압부재의 작동을 가이드 하는 1차 작동홀과, 상부 중앙에 형성되며, 상기 2차 감압부재의 작동을 가이드 하는 2차 작동홀과, 상기 2차 작동홀과 대향하는 위치에 형성되며, 상기 제1공급홀과 직교를 이루도록 구성되고, 감압이 이루어진 수소연료를 상기 배출 하우징측으로 공급하는 제2공급홀로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the decompression housing includes a first supply hole having an end of the supply line inserted and fixed, receiving and transferring a predetermined amount of hydrogen fuel from the supply line, the first supply hole, and A first operation hole formed at a position opposite to the first operation hole for guiding the operation of the first decompression member, a second operation hole formed in the upper center and guiding the operation of the second decompression member, and the second operation hole It is formed at a position opposite to and is configured to form orthogonal to the first supply hole, characterized in that it is composed of a second supply hole for supplying the reduced pressure hydrogen fuel to the discharge housing side.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1차 감압부재는, 상기 제1공급홀을 개폐시키며, 전방 중앙부과 관통 형성되고 하부면이 소정의 경사면을 이루도록 구성되는 감압 플레이트와, 후방측에 연장 형성되며, 상기 1차 감압부와 연결되어 축 방향 이동이 이루어지도록 구성되는 이송축과, 소정의 탄성 복원력을 제공하여 상기 1차 감압부재를 원위치로 복원시키는 탄성체로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the first pressure reducing member opens and closes the first supply hole, and includes a pressure reducing plate formed through a front central portion and configured to form a predetermined inclined surface, and an extension formed on the rear side. It is characterized in that it is composed of a transport shaft connected to the first depressurization unit and configured to move in the axial direction, and an elastic body that provides a predetermined elastic restoring force to restore the first decompression member to its original position.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레귤레이터는, 수소연료의 초기압력이 약 300 Bar인 경우, 12 Bar로 1차 감압하고, 1차 감압된 수소연료의 공급 압력을 0.5 Bar로 2차 감압하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, when the initial pressure of the hydrogen fuel is about 300 Bar, the regulator first decompresses to 12 Bar, and secondarily reduces the supply pressure of the first depressurized hydrogen fuel to 0.5 Bar. It is characterized by that.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 드론본체에는 소정의 부력을 제공하는 부력부재가 더 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the drone body is characterized in that a buoyancy member for providing a predetermined buoyancy is further configured.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 수소 연료전지를 이용하여 드론으로 공급하는 전기 에너지의 효율을 극대화시켜 드론의 체공 비행시간 및 임무 수행 반경을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to such an embodiment of the present invention, by maximizing the efficiency of electric energy supplied to the drone using a hydrogen fuel cell, there is an effect of improving the flight time and the mission execution radius of the drone.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 수소 저장 실린더 및 수소 연료전지 스택의 경량화함과 동시에 수소 저장 실린더로부터 공급되는 수소 연료의 공급 압력을 단계별로 안정적으로 감압이 이루어지도록 함으로써, 연료 공급의 안정성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by reducing the weight of the hydrogen storage cylinder and the hydrogen fuel cell stack and stably reducing the supply pressure of hydrogen fuel supplied from the hydrogen storage cylinder in stages, the stability of the fuel supply is improved. There is an effect that can be maximized.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 드론의 주변으로 헬륨가스가 충전되는 부력튜브를 더 구성하여 드론의 체공시간 및 이동 가능 거리를 연장시키고, 안정적인 비행을 유지할 수 있으며, 드론의 하강, 또는 추락시 높은 공기 저항력을 제공하여 충돌에 의한 대비시간을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a buoyancy tube filled with helium gas around the drone is further configured to extend the flight time and the possible movement distance of the drone, and to maintain a stable flight, and the descent or fall of the drone. Provides high air resistance during the event, and has the effect of securing a preparedness time due to collision.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다. In addition, various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and may be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료전지를 이용한 드론을 개략적으로 나타낸 평면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료전지를 이용한 드론을 개략적으로 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치를 개략적으로 나타낸 구성 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치를 나타낸 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치의 레귤레이터를 나타낸 도면이다.1 is a plan view schematically showing a drone using a hydrogen fuel cell according to an embodiment of the present invention;
2 is a front view schematically showing a drone using a hydrogen fuel cell according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the energy supply device for a drone using a hydrogen fuel cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an energy supply device for a drone using a hydrogen fuel cell according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams showing a regulator of an energy supply device for a drone using a hydrogen fuel cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the constituent elements of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are for distinguishing the constituent element from other constituent elements, and the nature, order, or order of the constituent element is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
한편, 본 발명의 드론은 공중에서 비행할 수 있는 형태 또는 형상이라면, 다양한 형태나 형상으로 구성될 수 있으며, 스포크 암(120) 및 프로펠러(130) 역시 3개(트리 드론), 4개(쿼드 드론), 6개(헥사 드론), 8개(옥토 드론) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. On the other hand, the drone of the present invention can be configured in various shapes or shapes, provided that it can fly in the air, and the
도시된 바와 같이, 본 발명의 드론은 방사형으로 연장 형성되는 다수개의 스포크 암(102: spoke arm)과, 스포크 암(120)의 단부에 구비되어 양력을 발생시키는 프로펠러(104)와, 스포크 암의 구동을 제어하는 암 구동부(108)와, 암 구동부(108)가 장착되며, 드론의 구동에 필요한 전기 에너지의 생산 및 공급이 이루어지도록 내부에 수소탱크(200), 레귤레이터(300), 스택(400), 컨트롤러(500) 및 배터리(600)가 장착되는 드론본체(100)를 포함하여 구성된다.As shown, the drone of the present invention includes a plurality of
드론본체(100)는 상부를 이루며, 일정량의 수소가 저장되는 수소탱크(200)가 장착되는 저장본체(112)와, 저장본체(112)의 하부에 구성되며, 내부에 레귤레이터(300) 및 스택(400)이 장착되어 수소를 이용해 전기 에너지를 생산하는 생산본체(116)와, 생산본체(116)의 하부에 구성되며, 내부에 컨트롤러(500) 및 배터리(600)가 장착되는 제어본체(114)를 포함하는 하우징부(110)가 구성된다. The
이때, 저장본체(112)와 생산본체(116) 사이에는 암 구동부(108)가 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. In this case, the arm driving unit 108 may be disposed between the
또한, 저장본체(112)는 내부에 후술할 부력부재(700)의 가스 저장탱크(708)가 더 장착될 수 있도록 구성됨이 바람직하며, 수소탱크(200)와 일정 간격 이격되게 구성되고, 각각의 탱크들(200, 708) 사이의 이격된 공간에 별도의 분할패널을 더 구성함이 바람직하다. In addition, the
이러한 저장본체(112)는 하우징부(110)의 상부 외면을 형성하며, 외부 충격으로부터 수소탱크(200) 및 가스 저장탱크(708)를 보호하는 외부 프레임(120)과, 외부 프레임(120)의 내면을 이루며, 외부 충격을 흡수하여 수소탱크(200) 및 가스 저장탱크(708)측으로 상기 외부 충격이 전달되는 것을 최소화하는 보호 프레임(130)으로 구성될 수 있다. The
이때, 보호 프레임(130)은 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 또는 FRTP(Fiber Reinforced Thermo Plastic)로 구성될 수 있으며, 고무나 실리콘, 폴리우레탄 등 각종 고무류 또는 수지류로 Rotation Molding 공법으로 제조될 수 있다. 하지만, 통상의 기술자에 의해 내부에 저장된 각각의 탱크들(200, 708)로부터 외부 충격이 가해지는 것을 최소화함과 동시에 가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수만 있다면 다양한 공법에 의해 제조될 수 있음은 물론이다. At this time, the
한편, 본 발명의 드론은 산소 화학반응으로 생기는 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 수소 연료전지를 이용하여 드론의 구동시 필요한 전기 에너지를 공급함으로써, 드론의 체공시간 및 임무수행 반경을 확장시킬 수 있어 드론의 효율서응ㄹ 더욱 극대화할 수 있는 것으로 일정량의 수소연료가 저장되는 수소탱크(200)와, 수소탱크(200)와 연결되며, 공급되는 수소연료의 공급 압력을 감압하는 레귤레이터(300)와, 레귤레이터(300)와 연결되며, 감압이 이루어진 수소연료와 외부 공기(산소)의 반응을 유도하여 전기를 생산하는 스택(400)과, 수소탱크(200), 레귤레이터(300) 및 스택(400)을 제어하고, 생산된 전기의 공급 여부를 제어하여 드론의 구동 및 비행을 제어하는 컨트롤러(500)와, 스택(400)에서 생산된 전기가 저장되는 배터리(600)를 포함하여 구성된다. On the other hand, the drone of the present invention uses a hydrogen fuel cell that converts chemical energy generated by a chemical reaction of oxygen into electrical energy, and supplies electric energy required for driving the drone, thereby extending the flight time and the mission execution radius of the drone. To further maximize the efficiency response of drones, a
수소탱크(200)는 탄소섬유 저장 합금으로 이루어지는 수소 저장 실린더일 수 있다. 또한 수소탱크(200)는 최대 저장량 3L, 저장 가능 압력 350bar의 성능으로 이루어져 고압의 수소연료가 안정적으로 저장될 수 있도록 구성된다. The
이러한 수소탱크(200)는 저장본체(112)의 내부 일측에 내장되며, 상부로는 수소연료의 충전이 이루어지는 충전구와, 하단부에 구성되며 레귤레이터(300)의 공급라인(310)과 연결되는 연결 커넥터가 더 구성된다. This
또한, 수소탱크(200)는 외부 충격이나 진동에 우수한 내구성을 제공하기 위해 다중 구조의 용기로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 내부탱크, 중간탱크 및 외부탱크로 구성되고, 중간 및 외부탱크와, 중간 및 내부탱크 사이에는 진공을 형성하는 진공 형성수단이 더 구성될 수 있다. In addition, the
레귤레이터(300)는 하우징부(110)의 생산본체(116)에 구성되며, 수소탱크(200)와 연결되어 일정량의 수소연료를 공급받는 공급라인(310)과, 일측으로 공급라인(310)이 연결되고, 공급되는 수소연료의 감압이 이루어지도록 지지하는 감압 하우징(320)과, 감압 하우징(320)의 하부에 구성되며, 감압이 이루어진 수소연료를 스택(400)측으로 배출하는 배출 하우징(330)과, 배출 하우징(340)의 일면에 구성되며, 공급되는 수소연료를 1차 감압하는 1차 감압부(340)와, 1차 감압된 수소연료를 2차 감압하는 2차 감압부(360)를 포함하여 구성된다. The
공급라인(310)는 탄소섬유가 내장되는 다층 구조로 이루어지는 중공의 배관으로 이루어지며, 상단부가 수소탱크(200)의 연결 커넥터와 연결되고, 하단부가 감압 하우징(320)에 구성되는 센싱부(325)와 연결된다. The
감압 하우징(320)은 공급라인(310)의 단부가 삽입 및 고정되며, 공급라인(310)으로부터 일정량의 수소연료를 공급받아 이송하는 제1공급홀(322)과, 이 제1공급홀(322)과 대향하는 위치에 형성되며, 1차 감압부재(340)의 작동을 가이드 하는 1차 작동홀(324)과, 상부 중앙에 형성되며, 2차 감압부재(360)의 작동을 가이드 하는 2차 작동홀(326)과, 2차 작동홀(326)과 대향하는 위치에 형성되며, 감압이 이루어진 수소연료를 배출 하우징(330)측으로 공급하는 제2공급홀(328)이 구성된다. The
여기서, 제1 및 제2공급홀(322, 328)은 서로 직교를 이루도록 구성되고, 1차 작동홀(324) 및 2차 작동홀(326) 역시 서로 직교를 이루도록 구성된다. Here, the first and second supply holes 322 and 328 are configured to be orthogonal to each other, and the first and second operation holes 324 and 326 are also configured to be orthogonal to each other.
또한, 제1공급홀(322)과 1차 작동홀(324), 제공급홀(328)과 2차 작동홀(326)은 각각 동일중심선상에 위치하도록 구성된다. In addition, the
아울러, 제1공급홀(322)에는 공급라인(310)의 단부가 삽입 및 고정되며, 이 공급라인(310)으로부터 공급되는 수소연료의 공급 압력을 측정하여 컨트롤러(500)로 전송하고, 컨트롤러(500)의 제어에 따라 수소연료의 공급 압력을 조절함과 동시에 일정하게 유지하는 센싱부(325)가 더 구성될 수 있다. In addition, the end of the
또한, 1차 작동홀(324)은 1차 감압부(340)의 작동 여부에 따라 슬라이딩 이동이 이루어지는 1차 감압부재(350)의 작동을 가이드 하며, 2차 감압이 이루어질 때 1차 감압부재(350)가 인입되어 2차 감압부재(362)와의 간섭이 발생하는 것을 방지하도록 구성된다. In addition, the
배출 하우징(330)은 감압 하우징(320)의 하부에 일체로 구성되며, 제2공급홀(328)과 동일중심선상에 위치하는 배출공(332)과, 배출 하우징(330)의 하부에 구성되며, 스택(400)과 연결되어 배출공(332)으로 공급된 수소연료를 스택(400)으로 배출하는 배출노즐(334)로 구성된다.의 하부에이 형성된다. The
이때, 2차 감압부재(362)는 제2공급홀(328)과 배출공(332)의 경계선상까지 하향 이동하여 관통 형성되는 제2공급홀(328)과 배출공(332)이 연통하는 면적을 조절하면서 2차 감압이 이루어지도록 한다. At this time, the
1차 감압부(340)는 컨트롤러(500)의 제어에 따라 1차 작동홀(324)의 내부에 구성되는 1차 감압부재(350)를 슬라이딩 이동시키는 것으로, 통상의 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. The
1차 감압부재(350)는 1차 감압부(340)의 구동 방향에 의해 제1공급홀(322)을 밀폐시키거나, 일정 면적 만큼 개방하면서 수소연료의 공급 압력에 대한 감압이 이루어지도록 구성된다. The
이러한 1차 감압부재(350)는 전방측, 다시말해 제1공급홀(322)측으로 연장 형성되며, 제1공급홀(322)을 개폐시키는 감압 플레이트(352)와, 후방측에 연장 형성되며, 1차 감압부(340)와 연결되어 축 방향 이동이 이루어지도록 구성되는 이송축(354)과, 소정의 탄성 복원력을 제공하여 1차 감압부재(350)를 원위치로 복원시키는 탄성체(356)를 포함하여 구성된다. This primary
감압 플레이트(352)는 전방 중앙부과 관통 형성되고 하부면이 소정의 경사면을 이루도록 구성되는 것으로, 상기 경사면은 수소연료의 공급량 조절을 위해 1차 감압부재(350)가 1차 작동홀(324)측으로 인입 작동이 이루어질 때 경사면을 따라 수소연료가 제2공급홀(328)측으로 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 할 수 있다. The
또한, 관통된 중앙부는 2차 감압부재(362)가 통과하면서 하향 이동이 이루어지도록 안내하며, 감압 플레이트(352)와의 간섭이 발생하는 것을 방지한다. In addition, the penetrating central portion guides downward movement while the
또한, 탄성체(356)는 수소연료의 공급이 완료된 후 1차 감압부재(350)가 제1공급홀(322)측으로 삽입되어 밀폐시킬 수 있도록 탄성 복원력을 제공한다. In addition, the
한편, 본 발명의 2차 감압부(360)는 감압 하우징(320)의 상부면에 분리 가능하게 결합되고, 2차 작동홀(326)의 내주면을 따라 하향 이동하면서 1차 감압이 이루어진 수소연료를 2차 감압하여 배출 하우징(330)의 배출공(332)으로 공급이 이루어지도록 구성되는 것으로, 통상의 솔레노이드 밸브로 이루어질 수 있으며, 하단부에 승하강 작동이 이루어지는 2차 감압부재(362)가 구성된다. On the other hand, the
2차 감압부재(362)는 배출공(332)을 밀폐시키거나, 또는 일정 면적 만큼 개방이 이루어지도록 승하강 작동을 하는 축 부재로서, 그 하부에 원주면을 따라 소정 각도 만큼 경사지게 형성되는 경사부를 더 구성하고, 경사부의 끝단부에 연장 형성되며, 배출공(332)에 삽입되는 연장축을 더 형성한다. The
이때, 연장축은 그 외주면이 배출공(332)의 내주면 사이에 소정의 공간이 형성되도록 구성되어 배출공(332)으로 공급되는 수소연료의 공급량을 조절하게 된다.At this time, the extension shaft is configured such that a predetermined space is formed between the outer circumferential surface of the
이와 같은 본 발명의 레귤레이터(300)는 티타늄 소재로 제작됨이 바람직하며, 안정적인 감압을 위해 2~3 step 동작이 이루어지도록 구성된다. The
일 예로, 제1공급홀(322)로 공급되는 수소연료의 초기압력이 약 300 Bar인 경우, 1차 감압부재(350)의 작동에 의해 수소연료의 공급압력을 약 12 Bar로 감압하고, 2차 감압부재(360)의 작동을 통해 약 0.5 Bar의 수소연료의 공급 압력을 감압하여 배출공(322)으로 공급이 이루어지도록 구성된다. For example, when the initial pressure of the hydrogen fuel supplied to the
스택(400)은 하우징부(110)의 생산본체(116)에 구성되며, 레귤레이터(300)를 통해 공급되는 수소연료를 연료극(anode)으로 이송하고, 이와 동시에 공기 블로워와 같은 공기 공급장치(410)를 이용하여 대기 중의 공기가 직접 연료 전지의 공기극(cathode)으로 공급이 이루어지도록 구성된다. The
이러한 스택(400)은 공급된 수소연료가 연료극(anode)의 촉매에서 수소 이온과 전자로 분리되고, 분리된 수소 이온은 고분자 전해질 막을 통해 공기극(cathode)으로 넘어가도록 구성된다. 또한 공기극에 공급된 산소는 외부 도선을 통해 공기극으로 들어온 수소 이온과 결합하여 물을 생성하면서 전기 에너지를 발생시킨다.The
또한, 스택(400)은 발생한 전기 에너지를 컨트롤러(500)로 전송하여 컨트롤러(500)의 제어에 따라 암 구동부(108)와 프로펠러 구동부로 전송이 이루어지도록 구성된다. In addition, the
또한, 스택(400)은 컨트롤러(500)의 제어에 따라 생산된 전기 에너지를 배터리(600)로 전송하여 저장이 이루어지도록 구성될 수도 있다. In addition, the
컨트롤러(500)는 수소탱크(200)의 개폐 여부를 제어하여 수소연료의 공급 및 공급 차단을 제어하고, 센싱부(325)와 연동하여 공급되는 수소연료의 공급 압력에 따라 수소연료의 공급량을 제어하도록 구성된다. 즉, 수소탱크(200)의 개폐 정도를 제어하는 것이다.The
또한, 컨트롤러(500)는 1차 감압부(340)와 2차 감압부(360)의 구동을 제어하여 수소연료의 공급 압력을 제어하여 항상 일정한 압력으로 스택(400)에 공급될 수 있도록 구성된다.In addition, the
또한, 컨트롤러(500)는 스택(400)의 구동을 제어하여 전기 에너지의 생산이 이루어지도록 제어한다. 이때, 컨트롤러(500)는 배터리(600)에 저장된 전기 에너지의 저장량에 따라 스택(400)의 구동을 제어할 수 있으며, 드론의 비행 중 전기 에너지의 생산이 이루어지도록 제어할 수도 있다. In addition, the
이에, 배터리에 저장된 전기 에너지 만을 이용하여 구동하는 종래의 드론과는 달리, 비행 중에도 일정량의 전기 에너지를 생산할 수 있게 됨으로써, 드론의 체공 비행시간 및 임무 수행 반경을 향상시킬 수 있을 것이다.Accordingly, unlike conventional drones that are driven using only the electric energy stored in the battery, a certain amount of electric energy can be produced even during flight, thereby improving the flight time and the mission execution radius of the drone.
본 발명에서는 수소탱크(200)의 수소연료 저장량에 따라 드론의 체공 비행 시간을 5시간까지 연장하고, 임무수행 반경을 60km까지 확장이 가능하다.In the present invention, depending on the amount of hydrogen fuel stored in the
이러한 컨트롤러(500)는 역방향 보호회로 내장 기능을 구현하고, 최대 75V 고전압 사용, 스위칭노이즈 50mV 이하의 조건을 가지는 DC-DC 컨버터(510)가 구성된다. The
이에, 스택(400)으로부터 전송되는 전기 에너지를 DC-DC 컨버터(510)를 통해 감압하여 암 구동부(108)와 프로펠러 구동부로 전송이 이루어지게 된다.Accordingly, the electric energy transmitted from the
이와 같이 구성된 본 발명의 컨트롤러(500)는 Trench FET Power MOSFET 소자와 처리속도가 빠르고 확장성이 우수한 STM32 ARM Cortex MCU 로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.The
한편, 본 발명에는 드론본체(100)에 소정의 부력을 제공하여 이륙 중량을 감소시켜 신속한 초기 이륙이 가능하도록 하고, 드론의 체공시간 및 이동 가능 거리를 더 연장시킬 수 있으며, 드론의 하강, 또는 추락시 높은 공기 저항력을 제공하여 충돌에 의한 대비시간을 확보할 수 있어 안정적인 비행을 유지할 수 있도록 하는 부력부재(700)를 더 구성할 수 있다. On the other hand, in the present invention, a predetermined buoyancy is provided to the
부력부재(700)는 중앙에 프로펠러(104)가 위치하며, 내부에 일정량의 가스가 충전되면서 소정의 부력을 제공하는 부력튜브(702), 부력튜브(702)와 연결되고 컨트롤러(500)의 제어에 따라 부력튜브(702)의 내부로 가스를 공급하는 부력 제어장치(704), 부력 제어장치(704)가 결합되며, 내부에 스포크 암(102)이 관통하는 부력 프레임(706) 및 저장본체(112)에 장착되고, 부력을 제공하는 가스가 저장되며 부력 제어장치(704)로 일정량의 가스를 공급하는 가스 저장탱크(708)을 포함하여 구성된다.The
부력튜브(702)는 중공의 도넛 형태로 이루어지는 것으로, 중앙부에 프로펠러(104)가 위치하며, 일면에 부력 제어장치(704)의 가스 조절부재(740)와 연결되어 가스 조절부재(740)의 작동 여부에 따라 일정량의 가스의 충전이 이루어지도록 구성된다. The
부력 제어장치(704)는 상부가 부력튜브(702)와 연결되고, 하부가 가스 저장탱크(708)와 연결되어 가스 저장탱크(708)로부터 공급되는 가스를 부력튜브(702)로 이송시켜 충전이 이루어지도록 하는 구성요소이다. In the
이러한 부력 제어장치(704)는 도 7에 도시된 바와 같이, 가스 공급 하우징(710), 가스 공급부(720), 밀폐마개(730), 가스 조절부재(740), 조절부재(750), 공급챔버(760)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 7, the
가스 공급 하우징(710)은 내부에 가스 조절부재(740) 및 조절부재(750)의 승하강 작동이 가능하도록 공간부를 형성한다. The
또한, 가스 공급 하우징(710)은 하부면에는 조절부재(750)의 구동수단(756)이 장착되며, 하부 양측이 관통 형성되어 승하강 부재(752)와 구동수단(756)의 결합이 이루어지도록 구성되고, 내부 상부면에는 승하강 부재(752)의 회전 작동을 지지하는 고정 브라켓(754)이 장착된다. In addition, the
또한, 가스 공급 하우징(710)의 상부에는 가스 조저룹재(740)의 승하강 여부에 따라 공급되는 가스를 부력튜브(702)의 내부로 토출시키는 가스 공급부(720)가 구성된다. In addition, a
가스 공급부(720)는 하부가 가스 공급 하우징(710)과 일체로 형성되며, 상부는 부력튜브(702)를 관통하여 이 부력튜브(702)의 내부 공간에 위치하도록 구성된다. The
이러한 가스 공급부(720)는 하부 중앙으로 가스 조절부재(740)의 상부면이 승하강 작동이 이루어지도록 구성되며, 이 가스 조절부재(740)로부터 공급되는 가스를 부력튜브(702)의 내부로 이송하고, 이송된 가스를 토출시켜 부력투브(702)의 내부에 충전이 이루어지도록 구성된다. Such a
즉, 가스 공급부(720)는 내부에 가스가 이동하는 가스 이송홀(722)이 형성되고, 상부 원주면을 따라 가스 이송홀(722)과 연통하여 이송된 가스를 부력튜브(702)의 내부로 토출시키는 가스 토출공(724)이 형성되는 것이다. That is, the
이때, 가스 공급부(720)는 그 상단부가 밀폐마개(730)에 의해 밀폐를 이루도록 구성될 수 있으며, 이 밀폐마개(730)를 가스 공급부(720)로부터 분리함에 따라 충전된 가스를 배출시킬 수 있게 될 것이다.At this time, the
가스 조절부재(740)는 가스 공급 하우징(710)의 내부에서 승하강 작동이 이루어지도록 구성되며, 하강 작동시 가스 공급부(720)의 가스 이송홀(722)과 공급챔버(760)에 구성되는 가스 공급라인(762)과 각각 연결되게 구성되고, 승강 작동시 가스 이송홀(722) 및 가스 공급라인(762)과의 연결이 차단되도록 구성된다. The
이러한 가스 조절부재(740)는 내측 상부에 형성되며, 가스 이송홀(722)과 연결, 또는 연결 차단이 이루어지도록 관통 형성되는 가스 토출공(744)과, 하단부가 형성되며, 가스 공급라인(762)과 연결, 또는 연결 차단이 이루어지도록 구성되고, 상단부가 가스 토출공(744)과 연결되는 가스 공급홀(742)이 형성된다.The
또한, 가스 조절부재(740)는 외면, 또는 외주면 양측에 각각 구성되며, 가스 조절부재(740)를 승하강시키는 조절부재(750)가 구성된다. In addition, the
조절부재(750)는 통상의 패널로 이루어질 수 있으며, 가스 조절부재(740)의 양측에 각각 서로 대응되는 형태로 구성된다. The adjusting
이러한 조절부재(750)는 외주면에 나선형의 홈이 형성되며, 회전력을 전달받아 회전 작동이 이루어지는 승하강 부재(752)와, 가스 공급 하우징(710)의 상측 내벽면에 결합되고, 승하강 부재(754)가 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓(754)과, 승하강 부재(752)의 하단부가 연결되고, 이 승하강 부재(752)로 소정의 회전력을 제공하는 구동수단(756) 및 조절부재(750)의 일면에 구성되며, 중앙부로 승하강 부재(752)가 관통하며, 내주면에 승하강 부재(752)와 대응되는 나선형의 돌기가 형성되어 승하강 부재(752)의 회전력을 전달받아 가스 조절부재(740)를 승하강시키는 작동블럭(758)을 포함하여 구성된다. The adjusting
공급챔버(760)는 가스 공급 하우징(710)의 하부에 일체로 구성되는 것으로, 상부가 개방되는 개방홈을 형성하고, 가스 조절부재(740)의 하부가 승하강 작동이 가능하도록 구성되며, 일측으로 가스 저장탱크(708)와 연결되어 일정량의 가스가 유입되는 가스 공급라인(762)이 형성된다. The
이에, 컨트롤러(500)의 제어에 따라 가스 저장탱크(708)로부터 일정량의 가스가 공급되면, 조절부재(750)가 작동하여 가스 조절부재(740)를 하강시켜 가스 공급라인(762)과 가스 조절부재(740)의 연결이 이루어지도록 함으로써, 공급되는 가스를 부력튜브(702)로 이송시켜 충전이 이루어지도록 하여 별도의 가스 충전 작업을 수행하지 않더라도 드론에 소정의 부력을 제공할 수 있음은 물론, 비행 중에도 가스의 충전이 가능함에 따라 일정한 부력을 유지할 수 있는 것이다.Accordingly, when a certain amount of gas is supplied from the
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. The terms such as "include", "consist of" or "have" described above mean that the corresponding component may be embedded, unless otherwise specified, and thus other components are not excluded. It should be construed as being able to further include other components, and all terms including technical or scientific terms are generally understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Has the same meaning as
또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. . Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 드론본체 110: 하우징부
120: 외부 프레임 130: 보호 프레임
200: 수소탱크 300: 레귤레이터
310: 공급라인 320: 감압 하우징
330: 배출 하우징 340: 1차 감압부
350: 1차 감압부재 360: 2차 감압부
400: 스택 500: 컨트롤러
600: 배터리 700: 부력부재
710: 가스 공급 하우징 720: 가스 공급부
730: 밀폐마개 740: 가스 조절부재
750: 조절부재 760: 공급챔버100: drone body 110: housing
120: outer frame 130: protection frame
200: hydrogen tank 300: regulator
310: supply line 320: pressure reducing housing
330: discharge housing 340: primary pressure reducing part
350: primary decompression member 360: secondary decompression unit
400: stack 500: controller
600: battery 700: buoyancy member
710: gas supply housing 720: gas supply
730: sealing plug 740: gas control member
750: adjustment member 760: supply chamber
Claims (6)
상기 하우징부의 상부에 내장되며, 일정량의 수소연료가 저장되는 수소탱크;
상기 수소탱크와 연결되며, 공급되는 수소연료의 공급 압력을 감압하는 레귤레이터;
상기 레귤레이터와 연결되며, 감압이 이루어진 수소연료와 외부 공기 반응을 유도하여 전기를 생산하는 스택;
생산된 전기의 공급 여부, 드론의 구동 및 비행을 제어하는 컨트롤러; 및
생산된 전기가 저장되는 배터리;
를 포함하며,
상기 레귤레이터는,
상기 하우징부의 내부에 구성되며, 상기 수소탱크와 연결되는 공급라인;
일측으로 공급라인이 연결되고, 공급되는 수소연료의 감압이 이루어지도록 지지하는 감압 하우징;
상기 감압 하우징의 하부에 구성되며, 감압이 이루어진 수소연료를 상기 스택측으로 배출하는 배출 하우징;
상기 배출 하우징의 일면에 구성되며, 공급되는 수소연료의 1차 감압이 이루어지도록 1차 감압부재를 작동시키는 1차 감압부; 및
1차 감압된 수소연료를 2차 감압할 수 있도록 2차 감압부재를 승하강시키는 2차 감압부;
를 포함하고,
상기 감압 하우징은,
상기 공급라인의 단부가 삽입 및 고정되며, 상기 공급라인으로부터 일정량의 수소연료를 공급받아 이송하는 제1공급홀과,
상기 제1공급홀과 대향하는 위치에 형성되며, 상기 1차 감압부재의 작동을 가이드 하는 1차 작동홀과,
상부 중앙에 형성되며, 상기 2차 감압부재의 작동을 가이드 하는 2차 작동홀과,
상기 2차 작동홀과 대향하는 위치에 형성되며, 상기 제1공급홀과 직교를 이루도록 구성되고, 감압이 이루어진 수소연료를 상기 배출 하우징측으로 공급하는 제2공급홀로 구성되는 것을 특징으로 하는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치.
A drone body including a housing unit configured to produce and store electric energy using hydrogen;
A hydrogen tank built in the upper part of the housing and storing a predetermined amount of hydrogen fuel;
A regulator connected to the hydrogen tank and reducing a supply pressure of the supplied hydrogen fuel;
A stack connected to the regulator and generating electricity by inducing a reaction between hydrogen fuel and external air, which has been depressurized;
A controller that controls whether or not the generated electricity is supplied, driving and flying the drone; And
A battery in which generated electricity is stored;
Including,
The regulator,
A supply line configured inside the housing and connected to the hydrogen tank;
A decompression housing connected to one side of the supply line and supporting the supplied hydrogen fuel to be depressurized;
A discharge housing configured under the decompression housing and discharging the depressurized hydrogen fuel to the stack side;
A first decompression unit configured on one surface of the discharge housing and operating the first decompression member so that the first decompression of the supplied hydrogen fuel is achieved; And
A second decompression unit for raising and lowering the second decompression member so that the first decompressed hydrogen fuel can be secondarily decompressed;
Including,
The pressure reducing housing,
A first supply hole in which an end of the supply line is inserted and fixed, and receives and transports a predetermined amount of hydrogen fuel from the supply line;
A first operation hole formed at a position opposite to the first supply hole and guiding the operation of the first pressure reducing member,
A secondary operation hole formed in the upper center and guiding the operation of the secondary decompression member,
A hydrogen fuel cell, characterized in that it is formed at a position opposite to the secondary operation hole, is configured to form orthogonal to the first supply hole, and is configured as a second supply hole for supplying depressurized hydrogen fuel to the discharge housing side. Drone energy supply device using.
상기 1차 감압부재는,
상기 제1공급홀을 개폐시키며, 전방 중앙부과 관통 형성되고 하부면이 소정의 경사면을 이루도록 구성되는 감압 플레이트와,
후방측에 연장 형성되며, 상기 1차 감압부와 연결되어 축 방향 이동이 이루어지도록 구성되는 이송축과,
소정의 탄성 복원력을 제공하여 상기 1차 감압부재를 원위치로 복원시키는 탄성체
로 구성되는 것을 특징으로 하는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치.
The method of claim 1,
The primary pressure reducing member,
A pressure-sensitive plate configured to open and close the first supply hole, and formed through the front central portion and configured to have a lower surface forming a predetermined inclined surface;
A transfer shaft extending on the rear side and configured to be connected to the primary depressurization unit so as to move in the axial direction;
An elastic body that provides a predetermined elastic restoring force to restore the primary pressure reducing member to its original position
Drone energy supply device using a hydrogen fuel cell, characterized in that consisting of.
상기 레귤레이터는,
수소연료의 초기압력이 300 Bar인 경우, 12 Bar로 1차 감압하고, 1차 감압된 수소연료의 공급 압력을 0.5 Bar로 2차 감압하는 것을 특징으로 하는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치.
The method of claim 1,
The regulator,
When the initial pressure of hydrogen fuel is 300 Bar, the first pressure is reduced to 12 Bar and the second pressure is reduced to 0.5 Bar. .
상기 드론본체에는 소정의 부력을 제공하는 부력부재가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 수소 연료전지를 이용한 드론용 에너지 공급장치.
The method of claim 1,
An energy supply device for a drone using a hydrogen fuel cell, characterized in that the drone body further includes a buoyancy member providing a predetermined buoyancy.
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