KR102352046B1 - 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법 - Google Patents

수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102352046B1
KR102352046B1 KR1020200166248A KR20200166248A KR102352046B1 KR 102352046 B1 KR102352046 B1 KR 102352046B1 KR 1020200166248 A KR1020200166248 A KR 1020200166248A KR 20200166248 A KR20200166248 A KR 20200166248A KR 102352046 B1 KR102352046 B1 KR 102352046B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen
storage unit
hydrogen storage
fuel cell
fuel
Prior art date
Application number
KR1020200166248A
Other languages
English (en)
Inventor
최성윤
김희문
조배석
김준배
Original Assignee
재단법인한국조선해양기자재연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인한국조선해양기자재연구원 filed Critical 재단법인한국조선해양기자재연구원
Priority to KR1020200166248A priority Critical patent/KR102352046B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102352046B1 publication Critical patent/KR102352046B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/14—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed pressurised
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B73/00—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms
    • B63B73/20—Building or assembling prefabricated vessel modules or parts other than hull blocks, e.g. engine rooms, rudders, propellers, superstructures, berths, holds or tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G67/00—Loading or unloading vehicles
    • B65G67/60—Loading or unloading ships
    • B65G67/603—Loading or unloading ships using devices specially adapted for articles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/002—Storage in barges or on ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04208—Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04216—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes characterised by the choice for a specific material, e.g. carbon, hydride, absorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H2021/003—Use of propulsion power plant or units on vessels the power plant using fuel cells for energy supply or accumulation, e.g. for buffering photovoltaic energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수소연료전지 추진선박으로의 수소공급을 원활히 하고, 수소 충전시간을 단축할 수 있으며, 수소를 공급하는데 장소의 제약을 최소화할 수 있도록, 수소저장탱크가 묶음을 이루는 카트리지 형태로 구비되는 수소저장부를 육상 또는 해상 선박에서 충전시켜 기존에 사용이 완료된 수소저장부와

Description

수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법{Method of supply for hydrogen fuel of the hydrogen fuel cell propulsion vessel}
본 발명은 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수소연료전지 추진선박으로의 수소공급을 원활히 하고, 수소 충전시간을 단축할 수 있으며, 수소를 공급하는데 장소의 제약을 최소화할 수 있도록, 수소저장탱크가 묶음을 이루는 카트리지 형태로 구비되는 수소저장부를 육상 또는 해상 선박에서 충전시켜 기존에 사용이 완료된 수소저장부와 맞교환을 할 수 있는 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급방법에 관한 것이다.
선박을 비롯한 해상 부유체는 해상에서 부유하면서 엔진 등에서 발생되는 추진력에 의하여 추진된다. 엔진의 연료로는 HFO(Heavy Fuel Oil), 전기 등 다양한 종류가 사용되고 있으며 최근에는 연료로서 NG(Natural Gas)가 제안되어 사용되기 시작하였다.
또한, 최근 화석 에너지 고갈의 문제를 해결할 수 있는 대체 에너지로서, 수소 에너지가 각광받고 있으며, 수소에너지의 이용 매체인 연료전지에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
연료전지는 수소와 산소가 가진 화학적 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전기화학적 장치이다. 이러한 연료전지는 동작 온도와 주 연료의 형태에 따라 알칼리 연료전지(AFC), 인산형 연료전지(PAGC), 용융탄산염 연료전지(MCFC), 고체 산화물 연료전지(SOFC), 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC) 등으로 구분된다.
더욱 상세하게는, 알칼리 연료전지와 고분자 전해질막 연료전지의 경우 상온~100도 이하에서 가동되고, 인산형 연료전지는 약 150~200도 부근에서 가동된다.
그리고 용융탄산염 연료전지와 고체산화물 연료전지는 고온형 연료전지로서 일반적으로 약 600~1000도의 고온에서 가동된다. 이러한 고온형 연료전지가 선박에서 가동되기 위해서는 고온 상태의 온도를 유지하거나 투입되는 연료를 예열하는 장치가 필수적이다.
연료전지의 작동원리에 대하여 설명하면, 수소는 양극(anode)을 통과하고 산소는 음극(cathode)을 통과하게 되는데, 수소와 산소가 전기화학적으로 반응하여 물을 생성하면서 전극에 전류를 발생시킨다. 생산된 직류 전류는 직류 전동기의 동력으로 사용되거나 인버터에 의해 교류 전류로 전환되어 선박 내 전력 수요처에서 사용된다.
한편, 수소는 연소 엔진이나 연료 전지에 사용될 수 있는 미래의 연료로써, 일부 시범적 선박에서는 이와 같은 연료를 연료 전지 및 압축 저장 시스템(수 백 바의 압력)과 관련하여 이미 사용하고 있다.
현재까지 국제해사기구(IMO; international maritime organization)는 해양의 오염배출원인 선박연료유에 강력한 제재를 가하는 중이며, 규제기준 Tier I을 시작으로 2020년 기준 Tier Ⅲ까지 이어져 내려오는 실정이다.
국제해사기구(IMO)의 규제기준 Tier Ⅲ는 오염의 주범인 질소산화물(NOx)를 강력히 제한하는 전 세계적인 해양환경 규제이다. 국제해사기구(IMO)의 Tier Ⅲ를 만족하는 연료는 천연가스가 비교적 적절한 대체연료로 보이나 천연가스의 구성성분인 탄화수소(즉, 메탄, 에탄)로 인한 이산화탄소의 발생여부는 간과되어 있다.
반면에, 수소는 연소 시 상기한 오염물질을 전혀 배출하지 않으며 산소와 결합하면 최종적으로 물(H2O)이 생성되는 친환경에너지이다.
수소에너지는 지구상에서 중량대비 에너지밀도가 가장 높고, 수소 가스 대비 1/770 이하의 부피로 저장 효율성을 확보하여 수소차, 무인항공기, 로켓 추진체로 사용되고 있으며, 현재는 소형선박에서 실증단계를 거쳐 향후 대형선박의 적용성 검토 단계를 밟고 있어 미래의 조선시장을 선점하는 기술이 될 것으로 전망되고 있다.
액화수소는 LNG의 110K보다 더욱 낮은 20K의 극저온 환경을 구축하여야 하며, 이에 따라 기술적으로 수소와 관련한 문제를 해결할 경우, 수소 연료전지 추진 선박은 향후 미래기술로 높은 가치를 지니고 있다.
그런데 종래의 비교적 근거리를 운항하는 선박들의 경우 압축된 수소를 연료전지에 공급하는 방식들을 고려하고 있으며, 현재까지는 자동차에 압축수소를 제공할 수 있는 충전소 이외의 충전설비들은 고려되고 있지 못하고 있는 실정이다.
또한, 선박이 접안하는 시설 주변마다 별도의 충전설비를 구축해야 하기 때문에 충전소의 건설 비용 역시 상당한 소요되는 문제가 있었다.
게다가, 충전소마다 수소를 고압으로 압축하기 위한 압축시스템(압축기, 냉각기 등)의 설비를 구축해야 하는 문제 및 수소를 공급하는 과정에서 압력 차이 따른 발열 문제를 해결하기 위한 Dispenser system 등 별도의 수단이 필요하며, 차량용에 비해 대용량의 탱크를 설치해야 하는 선박의 경우 충전시간이 상당히 길게 소요되는 문제점이 발생하였다.
대한민국 등록특허 제10-2122023호 (2020.06.05.)
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결할 수 있도록 선박 운용을 위한 수소 공급시 수소를 빠른 시간안에 공급 할 수 있도록 하나 이상의 저장탱크가 카트리지 형태로 묶음을 이루어 구비되는 수소저장부를 제공하는 것이다.
또한, 육상 또는 해상 선박에 구비되는 수소충진설비에서 수소저장부가 충전되고, 운반장비에 의해 이송됨에 따라, 각 항만에서 수소를 압축할 수 있는 기반을 구축할 필요가 없는 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 복수의 수소 저장탱크가 묶음 형태의 카트리지로 설치되며, 상기 카트리지의 개수가 늘어날수록 사용할 수 있는 연료의 양이 증가하여 선박의 운용 시간 및 거리를 증대 시킬 수 있도록 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수소연료전지 추진선박의 수소 연료를 공급하는 방법에 있어서, 사용이 완료된 수소저장부를 상기 수소연료 추진 선박에 구비된 연료 저장공간 내의 프레임부에서 분리시키는 분리 단계;와 분리된 상기 수소저장부를 이송수단을 통해 이송시켜, 육상 또는 해상 선박에 마련되는 수소충진설비로 이송하는 이송 단계;와 상기 수소충진설비를 통해 수소를 상기 수소저장부에 충진하는 충진 단계;와 수소의 충진이 완료된 상기 수소저장부를 상기 이송수단에 의해 상기 수소연료전지 추진선박으로 이송하여, 상기 수소연료전지 추진선박에 구비되는 상기 연료저장공간 내의 상기 프레임부에 상기 수소저장부를 탑재시키는 탑재 단계;와 탑재가 완료된 상기 수소저장부가 상기 프레임부의 내부에서 움직이지 않도록 상기 프레임부와 상기 수소저장부가 접하는 일측에 적어도 하나 이상의 고정수단을 이용하여 고정시키는 고정 단계; 및 고정이 완료된 상기 수소저장부를 상기 프레임부 일단에 마련된 공급단과 연결시킨 후 수소연료 공급배관을 통해 수소가 이송되도록 배관을 연결시키는 연결 및 수소 공급 단계;를 포함한다.
또한, 상기 수소저장부는, 압축 또는 액화 수소를 수용하는 하나 이상의 저장탱크가 묶음을 이루며, 사용이 완료된 상기 수소저장부는 상기 공급단과 분리된 후, 카트리지 형태의 일체로 교환이 가능하도록 구비되는 것을 특징으로한다.
또한, 상기 수소저장부는, 하나 이상의 상기 저장탱크의 입구측과 병렬로 연결되되, 수소의 유입 및 유출이 가능하도록 구비되며, 일측에 제1밸브를 구비한 제1배관과, 상기 제1배관에서 분기되어 마련되며, 수소의 유입만이 가능하도록 구비되되, 일측에 제2밸브를 구비한 제2배관이 구비되고, 상기 제1배관과 상기 제2배관을 통하여 상기 저장탱크 내로 수소가 균등하게 유출 또는 유입될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수소연료 공급배관은, 상기 수소저장부에서 공급되는 수소를 수요처인 고분자 전해질 연료전지에서 요구하는 조건을 만족하여 공급할 수 있도록 유로상에 연료공급시스템이 배치되되, 안정적인 연료의 공급을 위하여 상기 연료공급시스템의 후단에는 버퍼탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버퍼탱크는, 상기 수소저장부 내부의 압력보다 높은 압력으로 설계되도록 구비되며, 시스템적으로 자동으로 조절되어 상기 수소저장부에서 공급되는 수소가 상기 연료공급시스템에서 압력 및 온도가 조절되어 상기 고분자 전해질 연료전지에서 요구되는 수소 소비량의 일정시간 동안 공급할 수 있는 부피를 가질 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수소저장부는, 고압수소 저장용기의 묶음, 액화수소 저장용기의 묶음 혹은 금속수소화물 저장용기의 묶음으로 구성될 수 있으며, 상기 연료 저장공간 내에 배치됨에 있어 선박의 안정적인 운전을 보장할 수 있는 용량으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료공급 시스템은, 상기 수소저장부의 형태에 따라 수소를 안정적으로 상기 고분자 전해질 연료전지에서 요구되는 조건으로 공급하기 위하여, 상기 수소저장부가 고압수소 저장용기 묶음으로 마련되는 경우 감압밸브가 구비되며, 액화수소 저장용기 묶음을 고려한 경우에는 액화수소를 기화시키고 온도를 상승시킬 수 있는 기화시스템이 추가되며, 금속수소화물을 사용할 경우에는 금속수소화물에서 수소를 송출할 수 있는 송출시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 이송수단은, 상기 수소저장부를 육상으로 운반하는 경우, 상기 수소연료전지 추진선박으로부터 상기 수소저장부를 육상에 마련된 트레일러에 안착시켜 운반될 수 있도록 육상크레인 장비가 고려될 수 있으며, 해상을 통하여 상기 수소저장부를 상기 해상 선박으로 운반하는 경우 상기 수소저장부를 상기 해상 선박에 탑재할 수 있는 선내 크레인이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박 운용시 수소를 공급해야 하는 경우에 수소를 빠른 시간안에 공급 할 수 있도록 하나 이상의 저장탱크가 카트리지 형태로 묶음을 이루어 구비되는 수소저장부를 제공함으로써 충전에 소요되는 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 육상 또는 해상 선박에 구비되는 수소충진설비에서 수소저장부가 충전되고, 운반장비에 의해 이송됨에 따라, 각 항만에 수소를 압축할 수 있는 기반을 구축할 필요가 없어, 경제적인 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 선박의 운용 조건에 따라 수소연료공급부의 크기 및 설치 공간을 가변적으로 선택할 수 있어서, 설치공간의 활용성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수소연료 추진선박의 수소 연료 공급 방법을 나타낸 단계도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 수소연료 추진선박의 수소연료 공급 흐름을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 육상에 마련된 수소충진설비로 이송되는 수소저장부 및 수소연료 추진선박의 수소 연료 공급 방법을 도식화한 모식도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수소연료 추진선박의 수소 연료 공급 방법을 나타낸 단계도 이며, 도 2는 본 발명에 따른 수소연료 추진선박의 수소연료 공급 흐름을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 육상에 마련된 수소충진설비로 이송되는 수소저장부 및 수소연료 추진선박의 수소 연료 공급 방법을 도식화한 모식도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 수소연료전지 추진선박(100)의 수소 연료 공급 방법은 사용이 완료된 수소저장부(10)를 상기 수소연료전지 추진선박(100)에 구비된 연료 저장공간(21) 내의 프레임부(20)에서 분리시키는 분리 단계(S10)와 분리된 상기 수소저장부(10)를 이송수단(70)을 통해 이송시켜, 육상 또는 해상 선박으로 이동시키는 하역단계(S20)와 수소의 충진이 완료된 상기 수소저장부(10)를 상기 이송수단(70)에 의해 상기 수소연료전지 추진선박(100)으로 이송시키며, 상기 수소연료전지 추진선박(100)에 구비되는 상기 연료 저장공간(21) 내의 상기 프레임부(20)에 상기 수소저장부(10)를 탑재시키는 탑재 단계(S30)와 탑재가 완료된 상기 수소저장부(10)가 상기 프레임부(20)의 내부에서 움직이지 않도록 상기 프레임부(20)와 상기 수소저장부(10)가 접하는 일측에 적어도 하나 이상의 고정수단(24)을 이용하여 고정시키는 고정 단계(S40) 및 고정이 완료된 상기 수소저장부(10)를 상기 프레임부(20) 일단에 마련된 공급단(22)과 연결시킨 후 수소연료 공급배관(30)을 통해 수소가 이송되도록 배관을 연결시키는 연결 및 수소 공급 단계(S50)를 포함한다.
본 발명에 있어서 연료로 사용되는 수소는 압축수소 또는 액화수소 또는 금속수소화물일 수 있으며, 항만을 운항하는 상선 등의 선박 엔진 구동에 필요한 수소가 충진된 상기 수소저장부(10)를 상기 수소연료전지 추진선박(100)에 장착 및 분리할 수 있도록 구비되는 것이다..
우선, 상기 수소저장부(10)는, 압축수소 또는 액화수소 또는 금속수소화물을 수용하는 하나 이상의 저장탱크(12)가 묶음을 이루며, 사용이 완료된 상기 수소저장부(10)는 상기 공급단(22)과 분리시킨 후, 카트리지 형태의 일체로 교환이 가능하도록 구비된다.
또한, 하나 이상의 상기 저장탱크(12)의 입구측과 병렬로 연결되되, 수소의 유입 및 유출이 가능하도록 구비되며, 일측에 제1밸브(15)를 구비한 제1배관(14)과, 상기 제1배관(14)에서 분기되어 마련되며, 수소의 유입만이 가능하도록 구비되되, 일측에 제2밸브(17)를 구비한 제2배관(16)이 구비되고, 상기 제1배관(14)과 상기 제2배관(16)을 통하여 상기 저장탱크(12) 내로 수소가 균등하게 유출 또는 유입될 수 있다.
다시 말해서, 수소를 저장하는 하나 이상의 상기 저장탱크(12)는 그 끝단부가 상기 제1배관(14)으로 연결되어 각각 상기 저장탱크(12)와 병렬로 배치되어 마련될 수 있으며, 각각의 상기 저장탱크(12) 입구측은 유지보수의 편의성을 위해 on/off 밸브가 추가로 구비될 수 있다.
한편, 수소의 유입은 상기 상기 제1배관(14)에서 분기된 제2배관(16)을 통해서 수소가 유입되어 상기 저장탱크(12)에 충진되며, 상기 수소저장부(10)가 상기 수소연료전지 추진선박(100)에 장착된 후, 수소를 연료로 사용하기 위해서는 상기 제1배관(14)을 따라 수소가 배출될 수 있도록 마련되는 것이다.
따라서, 상기 수소저장부(10)는 상기 제1배관(14) 및 상기 제1배관(14)에 마련된 상기 제1밸브(15)를 통해서 상기 수소연료 추진선박(100)에 수소를 공급하게 되는 것이다.
한편, 사용이 완료된 상기 수소저장부(10)는 상기 수소연료전지 추진선박(100)의 일측에 마련된 상기 프레임부(20)로 부터 분리가 될 수 있도록 마련된다.
이때, 상기 제1밸브(15) 및 상기 제2밸브(17)는 Off 상태로 변경하며, 수소의 흐름을 차단한 후, 상기 프레임부(20) 일단에 마련된 공급단(22)과의 연결을 해제한다.
한편, 상기 하역단계(S20) 또는 상기 탑재단계(S30)에서, 상기 이송수단(70)에 의해 상기 수소저장부(10)를 육상으로 운반하는 경우, 상기 수소연료전지 추진선박(100)으로부터 상기 수소저장부(10)를 육상에 마련된 트레일러(80)에 안착시켜 운반될 수 있도록 육상크레인(72) 장비가 고려될 수 있으며, 해상을 통하여 상기 수소저장부(10)를 상기 해상 선박으로 운반하는 경우 상기 수소저장부(10)를 상기 해상 선박에 탑재할 수 있는 선내 크레인(미도시)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 사용이 완료된 상기 수소저장부(10)를 상기 프레임부(20)로 부터 분리시킨 후, 육상에 구비된 상기 육상크레인(72)과 같은 상기 이송수단(70)를 이용하여 하역시키며, 상기 트레일러(80)를 통해 운반되어 육상에 마련된 상기 수소충진설비(90)에서 충진되는 것으로 설명하기로 한다.
일예로, 상기 육상크레인(72)을 통해 상기 수소연료전지 추진선박(100)으로부터 분리된 상기 수소저장부(10)는 상기 트레일러(80)를 통해 육지에 마련된 수소충진설비(90)로 운반되는 이송 단계(미도시)가 더 추가될 수 있다.
이때, 상기 수소저장부(10)는 수송의 편이성을 위하여 20ft 컨테이너로 구비되는 표준이송수단의 규격으로 마련되어 상기 트레일러(80)에 안착될 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 트레일러(80) 내부에 안착되는 상기 수소저장부(10)를 육상에 마련된 상기 수소충진설비(90)로 안전하게 수송 할 수 있는 것이다.
한편, 상기 수소충진설비(90)를 통해 수소를 상기 수소저장부(10)에 충진하게 되며, 상기 수소충진설비(90)는 사용이 완료된 상기 수소저장부(10)를 즉시 충진 할 수 있도록 구비될 수 있으며, 또한, 이미 수소 충진이 완료된 여분의 상기 수소저장부(10)가 마련되어 충진이 필요한 상기 수소저장부(10)와 현장에서 맞교환 후, 상기 수소연료전지 추진선박(100)으로 즉시 공급이 가능하도록 구비될 수 있음은 물론이다.
일예로, 육상에 마련된 상기 수소충진설비(90)를 통해 상기 수소저장부(10)를 공급받는 경우, 이미 수소의 충진이 완료된 상기 수소저장부(10)는 상기 트레일러(80)를 통해 상기 수소연료전지 추진선박(100)의 근처 육상으로 운송되어 대기할 수 있으며, 또한, 해상에서 상기 수소저장부(10)의 교체 작업이 필요한 경우, 상기 수소저장부(10)를 상기 해상 선박으로 이동시켜 상기 수소연료전지 추진선박(100)의 부근의 해상에서 대기할 수 있음은 물론이다.
즉, 상기 수소충진설비(90)에서는 각각의 상기 수소연료전지 추진선박(100)에서 필요한 규격의 상기 수소저장부(10)를 적어도 하나 이상 구비하되, 미리 수소를 충진 시켜 놓은 상태로 보관하며, 사용이 완료된 상기 수소저장부(10)와 일대일 맞교환이 이루어 질 수 있는 것이다.
따라서, 상기 수소연료전지 추진선박(100)에 수소를 직접 충진하는 종래의 방법에 비하여 수소 연료를 상기 수소연료전지 추진선박(100)으로 공급하는데 소요 되는 시간을 상당히 절감할 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.
다음으로, 수소의 충진이 완료된 상기 수소저장부(10)를 상기 이송수단(80)에 의해 상기 수소연료전지 추진선박(100)에 구비되는 상기 연료 저장공간(21) 내의 상기 프레임부(20)에 상기 수소저장부(10)를 탑재시키는 탑재 단계(S30)를 거친다.
이때, 상기 탑재 단계(S30)에서는 상기 분리 단계(S10) 이후, 상기 수소저장부(10)를 양륙시킨 상기 육상크레인(72) 또는 선내크레인(미도시)을 이용하여 상기 충진이 완료된 상기 수소저장부(10)를 상기 수소연료전지 추진선박(100)에 구비되는 상기 연료 저장공간(21) 내의 상기 프레임부(20)에 상기 수소저장부(10)를 탑재하게 된다.
한편, 상기 수소저장부(10)는, 고압수소 저장용기의 묶음, 액화수소 저장용기의 묶음 혹은 금속수소화물 저장용기의 묶음으로 구성될 수 있으며, 상기 연료 저장공간(21) 내에 배치됨에 있어 선박의 안정적인 운전을 보장할 수 있는 용량으로 설치될 수 있다.
따라서, 상기 수소연료전지 추진선박(100)의 크기에 따라 상기 수소저장부(10)의 크기 및 개수는 가변될 수 있으며, 상기 수소저장부(10)가 상기 프레임부(20) 내부에 흔들림 없이 안착되어 상기 프레임부(20)에 고정될 수 있도록 상기 연료 저장공간(21)은 충분한 공간으로 마련되어야 한다.
다음으로, 탑재가 완료된 상기 수소저장부(10)가 상기 프레임부(20)의 내부에서 움직이지 않도록 상기 프레임부(20)와 상기 수소저장부(10)가 접하는 일측에 적어도 하나 이상의 고정수단(24)을 이용하여 고정시키는 고정 단계(S40)가 마련된다.
일예로, 상기 프레임부(10)에 고정되는 상기 수소저장부(10)는 선박의 움직임(롤링 또는 피칭) 상황에서 쉽게 분리되거나 이탈되지 않도록, 상기 수소저장부(10)의 각 모서리가 적어도 4개 이상의 고정수단(24)에 의해 결속되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 프레임부(20)와 상기 수소저장부(10)가 접하는 테두리를 따라 적어도 2개 이상의 상기 고정수단(24)이 각각 구비되어 상기 수소저장부(10)를 상기 수소연료전지 추진선박(100)의 일측에 안정적으로 고정하도록 마련될 수 있다.
상기 고정수단(24)을 개폐하기 위해서는 상기 프레임부(20) 일측에 마련된 유압실린더(25)의 작동에 의해 달성될 수 있다.
다시 말해서, 상기 수소저장부(10)가 상기 프레임부(20) 내부에 안착되면, 상기 유압실린더(25)에 의해 상기 고정수단(24)이 상기 수소저장부(10)의 일측과 결속하게 되며, 반대로, 사용이 완료된 수소저장부(10)를 교체하기 위하여 상기 수소연료 추진선박(100)에 구비된 상기 프레임부(20)에서 분리시킬 경우에는 상기 유압실린더(25)에 동작에 의해 상기 고정수단(24)이 해제되어 상기 프레임부(20)로 부터 상기 수소저장부(10)가 분리될 수 있도록 마련되는 것이다.
일예로, 상기 수소저장부(10)의 일측과 접하는 상기 고정수단(24)의 일단에는 다수개의 고무돌기(미도시)가 마련되어 상기 수소저장부(10)와의 접촉력을 증대시킬 수 있도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 고무돌기는 탄성력이 우수한 고무재질로 마련됨에 따라, 선박의 움직임(롤링 또는 피칭) 상황에서 상기 수소저장부(10)가 고정되되, 선박의 움직임에 유연하게 대응할 수 있도록 마련되는 것이다.
상기 유압실린더(25)는, 상기 고정수단(24)의 수량과 크기에 대응되어 마련될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 고정이 완료된 상기 수소저장부(10)를 상기 프레임부(20) 일단에 마련된 공급단(22)과 연결시켜 상기 수소연료 공급배관(30)을 통해 수소가 이송되도록 배관을 연결시키는 연결 및 수소 공급 단계(S50)를 거친다.
즉, 상기 저장탱크(12)가 카트리지 형태로 묶음을 이루는 상기 수소저장부(10)는 각각의 상기 저장탱크(12)의 입구측을 연결하는 상기 제1배관(14) 및 상기 제1배관(14)의 단부에 마련되는 상기 제1밸브(15)가 상기 공급단(22)과 연결되도록 구비 되는 것이다.
이때, 상기 공급단(22)은 상기 제1밸브(15)의 단부와 결합되는 카플링(미도시)으로 마련될 수 있다.
한편, 상기 수소연료 공급배관(30)은, 압축수소 또는 액화수소 또는 금속수소화물의 이송을 고려하여 고압 혹은 극저온에서 활용할 수 있는 재질로 구성되며, 국제해사기구 등에서 제시하는 안전규정을 만족할 수 있는 안전을 위한 장비 및 이중배관의 설치들이 고려되어 구비될 수 있음은 물론이다.
일예로, 상기 수소연료 공급배관(30)의 일측에는 유로상에서 누설되는 수소를 감지하며, 수소가 누설되었을 때 상기 수소연료 공급배관(30)을 폐쇄할 수 있도록 누설안전장치(32)가 마련될 수 있다.
상기 누설안전장치(32)는 수소의 감지를 위한 각종 센서와 게이지가 마련될 수 있으며, 상기 수소연료 공급배관(30)을 개폐 및 차단 할 수 있도록 밸브가 추가되어 마련될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 수소저장부(10)가 탑재된 이후, 상기 누설안전장치(32) 전단에 연결된 모든 연결 배관이 정상적으로 연결되었는지에 대한 안전점검 절차가 이루어 질 수 있으며, 이후 안정적이고 원활한 수소의 공급이 이루어 지도록 상기 누설안전장치(32)가 개방될 수 있다.
다음으로, 상기 수소저장부(10)에서 공급되는 수소를 수요처인 고분자 전해질 연료전지(50)에서 요구하는 조건을 만족하여 공급할 수 있도록 상기 수소연료 공급배관(30)의 유로상에 연료공급시스템(40)이 배치되되, 안정적인 연료의 공급을 위하여 상기 연료공급시스템(40)의 후단에 버퍼탱크(42)를 포함하여 구비될 수 있다.
이때, 상기 고분자 전해질 연료전지(50)에서 요구하는 압력은 1bar, g 내외이며, 상기 연료공급시스템(40)은 수요처인 상기 고분자 전해질 연료전지(50)에서 요구하는 압력과 온도를 제어하여 공급할 수 있도록 마련되는 것이다.
상기 연료공급시스템(40)은 상기 수소저장부(10)의 형태에 따라 수소를 안정적으로 상기 버퍼탱크(42)에 저장되는 조건으로 공급하기 위하여, 상기 수소저장부(10)가 고압수소 저장용기 묶음으로 마련되는 경우 감압밸브(미도시)가 구비되며, 액화수소 저장용기 묶음을 고려한 경우에는 액화수소를 기화시키고 온도를 상승시킬 수 있는 기화시스템(미도시)이 추가되며, 상기 금속수소화물을 사용할 경우에는 금속수소화물에서 수소를 송출할 수 있는 송출시스템(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 연료공급시스템(40)은 상기 수소연료 공급배관(30)의 유로상에 마련되어, 상기 수소저장부(10)를 통해 전달받은 수소를 상기 고분자 전해질 연료전지(50) 측으로 전달하되, 연료의 이송, 차단 및 공급량 조절을 할 수 있도록 구비될 수 있다.
상기 연료공급시스템(40)에 대한 기술은 이미 공지되어 있는 기술이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 버퍼탱크(42)는, 상기 수소저장부(10)로부터 수소를 공급받아 상기 고분자 전해질 연료전지(50)로 공급하는 상기 연료공급시스템(40)의 일부로 구성된다.
상기 버퍼탱크(42)는 상기 수소저장부(10) 내부의 압력보다 높은 압력으로 설계되도록 구비되며, 시스템적으로 자동으로 조절되어 상기 수소저장부(10)에서 공급되는 수소가 상기 연료공급시스템(40)에서 압력 및 온도가 조절되어 상기 고분자 전해질 연료전지(50)에서 요구되는 수소 소비량의 일정시간 동안 공급할 수 있는 부피를 가질 수 있도록 구비될 수 있다.
일예로, 상기 버퍼탱크(42)가 상기 수소저장부(10)의 압력보다 낮은 설계 압력을 가질 경우, 상기 수소저장부(10) 내에 마련되는 고압의 수소가 상기 버퍼탱크(42) 내부로 유입되어 안전성 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 버퍼탱크(42)는 상기 수소저장부(10)의 압력보다 더 높은 압력으로 구비되는 것이다.
이는, 상시 수소저장부(10)에서 공급되는 수소가 상기 버퍼탱크(42)로 충진 될 때, 상기 버퍼탱크(42) 내부는 일정 부분의 압력이 존재하기 때문에 상기 연료공급시스템(40)의해 자동 조절되어 서서히 압력을 올리며 충진시킬 수 있다.
따라서, 상기 고분자 전해질 연료전지(50)에서 수소를 연료로 하여 생성된 전기는 전력공급회로(60)를 통해 상기 수소연료전지 추진선박(100)의 선내에서 요구되는 전력으로 사용되도록 전달할 수 있게 되는 것이다.
이로써, 상기 수소연료전지 추진선박(100)으로의 수소공급을 원활히 하고, 수소 충전시간을 단축할 수 있으며, 수소를 공급하는데 장소의 제약을 최소화할 수 있도록, 수소를 저장하는 상기 저장탱크(12)가 묶음을 이루는 카트리지 형태로 구비되는 상기 수소저장부(10)를 육상 또는 해상 선박에서 충전시켜 기존에 사용이 완료된 상기 수소저장부(10)와 맞교환을 할 수 있는 수소연료전지 추진선박(100)의 수소 연료 공급방법을 제공할 수 있는 것이다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
100: 수소연료전지 추진선박
10: 수소저장부
12: 저장탱크
14: 제1배관
15: 제1밸브
16: 제2배관
17: 제2밸브
20: 프레임부
21: 연료 저장공간
22: 공급단
24: 고정수단
25: 유압실린더
30: 수소연료 공급배관
32: 누설안전장치
40: 연료공급시스템
42: 버퍼탱크
50: 고분자 전해질 연료전지
60: 전력공급회로
70: 이송수단
72: 육상크레인
80: 트레일러
90: 수소충진설비

Claims (8)

  1. 수소연료전지 추진선박의 수소 연료를 공급하는 방법에 있어서,
    사용이 완료된 수소저장부를 상기 수소연료전지 추진선박에 구비된 연료 저장공간 내의 프레임부에서 분리시키는 분리 단계;
    분리된 상기 수소저장부를 이송수단을 통해 이송시켜, 육상 또는 해상 선박으로 이동시키는 하역단계;
    수소의 충진이 완료된 상기 수소저장부를 상기 이송수단에 의해 상기 수소연료전지 추진선박에 구비되는 상기 연료저장공간 내의 상기 프레임부에 상기 수소저장부를 탑재시키는 탑재 단계;
    탑재가 완료된 상기 수소저장부가 상기 프레임부의 내부에서 움직이지 않도록 상기 프레임부와 상기 수소저장부가 접하는 일측에 적어도 하나 이상의 고정수단을 이용하여 고정시키는 고정 단계;
    고정이 완료된 상기 수소저장부를 상기 프레임부 일단에 마련된 공급단과 연결시킨 후 수소연료 공급배관을 통해 수소가 이송되도록 배관을 연결시키는 연결 및 수소 공급 단계;를 포함하되,
    상기 수소저장부는, 압축 또는 액화 수소를 수용하는 하나 이상의 저장탱크가 묶음을 이루며, 사용이 완료된 상기 수소저장부는 상기 공급단과 분리된 후, 카트리지 형태의 일체로 교환이 가능하도록 구비되고,
    또한, 상기 수소저장부는, 하나 이상의 상기 저장탱크의 입구측과 병렬로 연결되되, 수소의 유입 및 유출이 가능하도록 구비되며, 일측에 제1밸브를 구비한 제1배관과, 상기 제1배관에서 분기되어 마련되며, 수소의 유입만이 가능하도록 구비되되, 일측에 제2밸브를 구비한 제2배관이 구비되고, 상기 제1배관과 상기 제2배관을 통하여 상기 저장탱크 내로 수소가 균등하게 유출 또는 유입될 수 있도록 구비되며,
    상기 수소저장부의 일측과 접하는 상기 고정수단의 일단에는 다수개의 고무돌기가 마련되어 상기 수소저장부와의 접촉력을 증대시킬 수 있도록 구비 되는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수소연료 공급배관은,
    상기 수소저장부에서 공급되는 수소를 수요처인 고분자 전해질 연료전지에서 요구하는 조건을 만족하여 공급할 수 있도록 유로상에 연료공급시스템이 배치되되, 안정적인 연료의 공급을 위하여 상기 연료공급시스템의 후단에 버퍼탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 버퍼탱크는,
    상기 수소저장부 내부의 압력보다 높은 압력으로 설계되도록 구비되며, 시스템적으로 자동으로 조절되어 상기 수소저장부에서 공급되는 수소가 상기 연료공급시스템에서 압력 및 온도가 조절되어 상기 고분자 전해질 연료전지에서 요구되는 수소 소비량의 일정시간 동안 공급할 수 있는 부피를 가질 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수소저장부는,
    고압수소 저장용기의 묶음, 액화수소 저장용기의 묶음 혹은 금속수소화물 저장용기의 묶음으로 구성될 수 있으며, 상기 연료 저장공간 내에 배치됨에 있어 선박의 안정적인 운전을 보장할 수 있는 용량으로 설치되는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 연료공급 시스템은,
    상기 수소저장부의 형태에 따라 수소를 안정적으로 상기 버퍼탱크에 저장되는 조건으로 공급하기 위하여, 상기 수소저장부가 고압수소 저장용기 묶음으로 마련되는 경우 감압밸브가 구비되며, 액화수소 저장용기 묶음을 고려한 경우에는 액화수소를 기화시키고 온도를 상승시킬 수 있는 기화시스템이 추가되며, 금속수소화물을 사용할 경우에는 금속수소화물에서 수소를 송출할 수 있는 송출시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이송수단은,
    상기 수소저장부를 육상으로 운반하는 경우, 상기 수소연료전지 추진선박으로부터 상기 수소저장부를 육상에 마련된 트레일러에 안착시켜 운반될 수 있도록 육상크레인 장비가 고려될 수 있으며, 해상을 통하여 상기 수소저장부를 상기 해상 선박으로 운반하는 경우 상기 수소저장부를 상기 해상 선박에 탑재할 수 있는 선내 크레인이 구비되는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법.
KR1020200166248A 2020-12-02 2020-12-02 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법 KR102352046B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200166248A KR102352046B1 (ko) 2020-12-02 2020-12-02 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200166248A KR102352046B1 (ko) 2020-12-02 2020-12-02 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102352046B1 true KR102352046B1 (ko) 2022-01-17

Family

ID=80051783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200166248A KR102352046B1 (ko) 2020-12-02 2020-12-02 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102352046B1 (ko)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110032062A (ko) * 2009-09-22 2011-03-30 삼성중공업 주식회사 선박 및 이를 구비한 선박 연료공급시스템
KR20140058878A (ko) * 2012-11-07 2014-05-15 대우조선해양 주식회사 다양한 선종의 연료전지 추진 잠수함에 호환가능한 수소 충전시스템
KR20160017380A (ko) * 2014-08-05 2016-02-16 주식회사 포스코 액화연료 증발가스 처리장치 및 이를 포함하는 액화연료 증발가스 공급 시스템
KR20170047504A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 대우조선해양 주식회사 수중운동체의 연료전지시스템 및 이를 포함한 수중운동체
KR20190044311A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 현대중공업 주식회사 탱크 설치구조 및 이를 포함하는 선박
KR20190048795A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 대우조선해양 주식회사 연료전지 발전시스템 및 이를 포함하는 선박의 연료공급시스템
KR20190058088A (ko) * 2017-11-21 2019-05-29 삼성중공업 주식회사 컨테이너 저장 및 하역 장치
JP2019143696A (ja) * 2018-02-19 2019-08-29 トヨタ自動車株式会社 高圧容器
KR102122023B1 (ko) 2019-02-22 2020-06-12 부산대학교 산학협력단 액화수소 연료전지 추진 선박의 연료공급 시스템 및 그 작동 방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110032062A (ko) * 2009-09-22 2011-03-30 삼성중공업 주식회사 선박 및 이를 구비한 선박 연료공급시스템
KR20140058878A (ko) * 2012-11-07 2014-05-15 대우조선해양 주식회사 다양한 선종의 연료전지 추진 잠수함에 호환가능한 수소 충전시스템
KR20160017380A (ko) * 2014-08-05 2016-02-16 주식회사 포스코 액화연료 증발가스 처리장치 및 이를 포함하는 액화연료 증발가스 공급 시스템
KR20170047504A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 대우조선해양 주식회사 수중운동체의 연료전지시스템 및 이를 포함한 수중운동체
KR20190044311A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 현대중공업 주식회사 탱크 설치구조 및 이를 포함하는 선박
KR20190048795A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 대우조선해양 주식회사 연료전지 발전시스템 및 이를 포함하는 선박의 연료공급시스템
KR20190058088A (ko) * 2017-11-21 2019-05-29 삼성중공업 주식회사 컨테이너 저장 및 하역 장치
JP2019143696A (ja) * 2018-02-19 2019-08-29 トヨタ自動車株式会社 高圧容器
KR102122023B1 (ko) 2019-02-22 2020-06-12 부산대학교 산학협력단 액화수소 연료전지 추진 선박의 연료공급 시스템 및 그 작동 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102159859B1 (ko) 가스 처리 시스템
EP2540611B1 (en) Floating type lng station
US11454457B2 (en) High density thermal storage arrangement
JP4424935B2 (ja) 移動式水素ステーションおよびその運転方法
CN108916648B (zh) 一种甲板运输船上的lng供气系统
KR102269400B1 (ko) 선박
KR102438790B1 (ko) 벙커링 선박
KR101205351B1 (ko) 연료 공급 선박
CN108565486B (zh) 一种钒电池货轮储电系统及充电方法
KR20220047470A (ko) 연료전지 및 이를 포함하는 선박
KR101291246B1 (ko) Ｂｏｇ를 선박위치제어장치에 이용하는 선박
KR102352046B1 (ko) 수소연료전지 추진선박의 수소 연료 공급 방법
CN110877669B (zh) 船舶的气试装置及其对停靠码头的船舶进行气试的方法
KR102075296B1 (ko) 천연가스하이드레이트를 이용하여 최소평형수 선박 내 연료공급, 평형수 대체 및 청수공급이 가능한 시스템
CN115126627B (zh) 一种船用液氨燃料储存供给系统及使用方法
CN218617065U (zh) 双燃料动力矿砂船的燃料舱与燃料供应系统布置
KR102296697B1 (ko) 가스 처리 시스템
KR102517199B1 (ko) 해양그린수소의 생산, 저장 및 이송을 위한 해상플랫폼
Chatelier Entering a new era for electrical vessel on inland waterways
Capobianco et al. Application of an Innovative Gas Storage Solution to a Hydrogen Powered Supply Vessel
EP4330132A1 (en) Bunker system and bunker station
EP4344932A1 (en) System incorporated in diesel electric gas carrier ships (dfde/tfde) for the transformation of evaporated natural gas (bog) inside the tanks into electrical energy and its distribuction to land
KR20170129364A (ko) 해상용 수소 충전 장치
WO2024107602A1 (en) Mobile cryogenic liquid fueling system
Calver et al. RINA SURV11–INVESTIGATION OF HYDROGEN AS PART OF A DUAL-FUEL APPROACH FOR CREW BOATS

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant