KR102451181B1 - 수소 충전 시스템 및 이를 이용한 수소 충전 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혼합부의 믹서내에서 저온 상태의 액화 수소와 베이퍼라이저를 통해 공급되는 상대적으로 고온의 기체 상태의 수소를 믹싱하여 디스펜서로 공급함으로써 별도의 칠러 장비 없이도 섭씨 영하 40도의 수소를 안정적으로 수소 연료 차량에 공급할 수 있는 수소 충전 시스템 및 이를 이용한 수소 충전 방법에 관한 것이다.

Description

수소 충전 시스템 및 이를 이용한 수소 충전 방법{HYDROGEN CHARGING SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 수소 충전 시스템 및 이를 이용한 수소 충전 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 혼합부의 믹서내에서 저온 상태의 액화 수소와 베이퍼라이저를 통해 공급되는 상대적으로 고온의 기체 상태의 수소를 믹싱하여 디스펜서로 공급함으로써 별도의 칠러 장비 없이도 섭씨 영하 40도의 수소를 안정적으로 수소 연료 차량에 공급할 수 있는 수소 충전 시스템 및 이를 이용한 수소 충전 방법에 관한 것이다.
최근, 이산화탄소 배출량을 억제하는 등 환경 문제에 대응하기 위하여, 연료전지 자동차나 수소 엔진 자동차 등 수소를 연료로 하는 수소 연료 차량의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
수소 연료 차량은 차량에 수소를 저장하는 수소 연료탱크가 설치되고, 수소 연료탱크에 충전된 수소를 연료전지 등에 공급하여 구동력을 발생시킨다.
수소 연료 차량의 보급을 촉진하기 위해서는, 주유소와 같이 수소 연료 차량에 수소를 안정적으로 충전하기 위한 수소 충전소가 필수적인 인프라 설비로 부상하고 있다.
한편, 종래에는 차량에 기체상태의 수소 주입 시 영하 40도 온도를 유지시켜야 하기 때문에 충전소 디스펜서는 반드시 칠러(chiller) 장비가 구비되어야 했다.
한국공개특허 제10-2018-0138213호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 혼합부의 믹서내에서 저온 상태의 액화 수소와 베이퍼라이저를 통해 공급되는 상대적으로 고온의 기체 상태의 수소를 믹싱하여 디스펜서로 공급함으로써 별도의 칠러 장비 없이도 섭씨 영하 40도의 수소를 안정적으로 수소 연료 차량에 공급할 수 있는 수소 충전 시스템 및 이를 이용한 수소 충전 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 충전 시스템(100)은 액화수소 저장탱크(110), 상기 액화수소 저장탱크(110)와 연결되는 고압 펌프(120), 상기 고압 펌프(120)와 연결되어 액화수소를 공급받는 혼합부(130), 상기 고압 펌프(120)와 상기 혼합부(130)를 서로 연결하는 연결 라인에서 분기되어 액화수소를 공급받으며, 공급된 액화수소를 기화시키는 베이퍼라이저(140), 상기 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 수소를 저장하는 버퍼 스토리지부(150), 일측이 상기 혼합부(130)와 연결되고 타측이 수소 차량과 연결되며, 상기 혼합부(130)를 통해 공급되는 수소를 상기 수소 차량에 공급하는 디스펜서부(160) 및 상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 고압 펌프(120), 상기 혼합부(130), 상기 베이퍼라이저(140), 상기 버퍼 스토리지부(150) 및 상기 디스펜서부(160)를 연결하는 연결 라인에 장비 및 배관 라인의 파손을 막기 위해, cool down 및 잔유 가스 제거를 위한 퍼징 가스를 공급하는 질소 공급부(170)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고압 펌프(120)에서 상기 혼합부(130) 방향으로 공급되는 액화수소 중, 상기 고압 펌프(120)의 최소 요구 유량을 충족하고 기 설정된 공급량을 초과할 경우, 상기 공급량을 초과하는 액화수소는 상기 고압 펌프의(120)의 후단에 마련된 연결 라인을 통해 상기 액화수소 저장탱크(110)로 회수될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 혼합부(130)는 상기 고압 펌프(120)를 통해 공급되는 액화수소와, 상기 버퍼 스토리지부(150)를 통해 공급되는 수소를 믹싱하는 믹서(131)를 포함할 수 있으며, 상기 믹서는 라인 믹서로 대체 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이퍼라이저(140)는 공급된 액화수소를 기화시키는 열매체를 공급하는 글리콜워터 공급부(141)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 글리콜워터 공급부(141)는 글리콜워터 저장탱크(141-1), 상기 글리콜워터 저장탱크(141-1)에 저장된 글리콜워터를 가열하는 히터(141-2) 및 상기 히터(141-2)에 의해 가열된 글리콜워터를 글리콜워터 순환 라인을 따라 순환시키는 글리콜워터 펌프(141-3)를 포함하며, 상기 고압 펌프(120)에서 분기된 연결 라인을 통해 공급되는 액화수소는 상기 글리콜워터 순환 라인과 열교환을 통해 기화될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이퍼라이저(140)는 상기 고압 펌프(120)와 연결된 연결 라인을 통해 공급되되 900 bar의 액화수소 압력을 지탱하는 내압 구조를 가지도록 마련될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 혼합부(130)와 상기 디스펜서부(160) 사이에는 상기 혼합부(130)를 통해 공급되는 수소 내 이물질 및 불순물을 필터링하는 필터(161)가 마련될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 디스펜서부(160) 및 상기 질소 공급부(170)와 상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 디스펜서부(160) 및 상기 질소 공급부(170)를 연결하는 연결 라인의 안전밸브에서 배출되는 수소를 외부로 배출되도록 하는 벤트부(180)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고압 펌프(120)의 일측에 마련된 안전 밸브를 통해 배출되는 액화 상태의 수소는 J/T 밸브를 통해 압력이 강하되어 상기 액화수소 저장탱크(110)로 회수될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 충전 시스템을 이용한 수소 충전 방법은 액화수소 저장탱크(110)에서 고압 펌프(120)로 액화수소를 공급하는 단계, 상기 고압 펌프(120)에서 혼합부(130) 및 베이퍼라이저(140)로 액화수소를 공급하는 단계, 상기 베이퍼라이저(140)에서 액화수소를 기화시키고, 기화된 수소를 버퍼 스토리지부(150)에 저장하는 단계, 상기 버퍼 스토리지부(150)에 기 저장된 수소가 상기 혼합부(130)로 공급된 후 상기 혼합부(130) 내 액화수소와 믹싱되는 단계 및 상기 혼합부(130) 내 수소가 디스펜서부(160)를 통해 수소 차량에 공급되는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고압 펌프(120)에서 상기 혼합부(130) 및 상기 베이퍼라이저(140)로 액화수소를 공급하는 단계는 상기 고압 펌프(120)에서 상기 혼합부(130) 방향으로 공급되는 액화수소가 상기 고압 펌프(120)의 최소 요구 유량을 충족하고 기 설정된 공급량을 초과할 경우, 상기 고압 펌프(120)의 후단에 마련된 연결 라인을 통해, 상기 고압 펌프(120)의 최소 요구 유량을 충족하고 기 설정된 공급량을 초과하는 양의 액화수소를 상기 액화수소 저장탱크(110)로 회수시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이퍼라이저(140)는 공급된 액화수소를 기화시키는 글리콜워터 공급부(141)를 포함하고, 상기 글리콜워터 공급부(141)는 글리콜워터 저장탱크(141-1), 상기 글리콜워터 저장탱크(141-1)에 저장된 글리콜워터를 가열하는 히터(141-2) 및 상기 히터(141-2)에 의해 가열된 글리콜워터를 글리콜워터 순환 라인을 따라 순환시키는 글리콜워터 펌프(141-3)를 포함하며, 상기 베이퍼라이저(140)에서 액화수소를 기화시키고, 기화된 수소를 상기 버퍼 스토리지부(150)에 저장하는 단계는, 상기 고압 펌프(120)에서 분기된 연결 라인을 통해 공급되는 액화수소가 상기 글리콜워터 순환 라인과 열교환을 통해 기화되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 혼합부(130)와 상기 디스펜서부(160) 사이에 마련된 필터(161)를 통해, 상기 혼합부(130)를 통해 공급되는 수소 내 이물질 및 불순물을 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이퍼라이저 내 글리콜워터 히팅 시스템을 통해 가열된 글리콜워터와 저온 고압의 액화수소를 열교환시켜 상온 상태의 수소로 기화시킨 후 이를 다수의 버퍼 스토리지 튜브에 저장한 후 언제든지 원하는 양을 공급할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 일반적으로 차량에 주입되는 기체 상태의 수소 온도는 섭씨 영하 40도의 온도가 유지되어야 하기 때문에 디스펜서부에 자체적으로 칠러(chiller) 장비가 구비되어야 하지만, 본 발명에서는 혼합부 내에서 저온 상태의 액화수소와 베이퍼라이저를 통해 공급되는 고온의 기체 상태의 수소를 믹싱하여 공급함으로써 별도의 칠러 장비 없이도 섭씨 영하 40도의 수소를 안정적으로 공급할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 충전 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 충전 시스템을 이용한 수소 충전 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 충전 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 충전 시스템(100)은 크게 액화수소 저장탱크(110), 고압 펌프(120), 혼합부(130), 베이퍼라이저(140), 버퍼 스토리지부(150) 및 디스펜서부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 일 실시예에서 상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 디스펜서부(160) 및 상기 질소 공급부(170)와 상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 디스펜서부(160) 및 상기 질소 공급부(170)를 연결하는 연결 라인의 안전밸브에서 배출되는 수소를 외부로 배출되도록 하는 벤트부(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 고압 펌프(120) 후단의 안전밸브에서 배출되는 고압의 액화 수소는 J/T 밸브를 통해 저압으로 감압되어 액화수소 저장탱크(110)로 회수될 수 있다.
액화수소 저장탱크(110)는 섭씨 영하 253도의 액화수소를 저장하며, 이때 액화수소 저장탱크(110) 내 압력은 3 bar가 유지된다. 액화수소 저장탱크(110)는 고압 펌프(120)와 연결 라인을 통해 연결되며, 액화수소를 고압 펌프(120)로 공급하게 된다.
고압 펌프(120)는 전단이 액화수소 저장탱크(110)와 연결되고, 후단이 혼합부(130)와 연결됨에 따라, 액화수소 저장탱크(110)로부터 공급되는 액화수소를 900 bar의 고압으로 혼합부(130) 방향으로 공급하는 역할을 한다.
이때, 고압 펌프(120)에서 혼합부(130) 방향으로 공급되는 액화수소 중에서, 고압 펌프의 최소 요구 유량을 충족하고 디스펜서부(160)의 수소 충전량을 초과하여 공급되는 액화수소에 대하여, 고압 펌프(120) 후단의 연결 라인을 통해 해당 액화수소가 액화수소 저장탱크(110)로 회수될 수 있다.
한편, 고압 펌프(120)와 혼합부(130)를 연결하는 연결 라인은 베이퍼라이저(140)와 연결 가능하도록 분기되며, 고압 펌프(120)를 통해 혼합부(130) 방향으로 공급되는 액화수소 중 일부는 베이퍼라이저(140)로 공급된다.
혼합부(130)는 고압 펌프(120)를 통해 공급되는 저온의 액화수소와, 후술되는 버퍼 스토리지부(150)를 통해 공급되는 상대적으로 고온의 기체 상태의 수소를 서로 믹싱하여 수소 차량에서 요구하는 충전 온도인 섭씨 영하 40도의 온도를 맞추는 역할을 한다.
보다 구체적으로, 혼합부(130)는 저온의 액화수소와 상대적으로 고온인 기체 상태의 수소를 서로 믹싱하는 믹서(131)를 포함하며, 디스펜서부(160)의 수소 공급량에 상응하도록 저온의 액화수소 및 고온의 기체 상태의 수소를 공급받게 된다. 이때, 고온의 기체 상태의 수소는 앞서 살펴본 고압 펌프(120)로부터 베이퍼라이저(140)로 공급된 액화수소를 기화시켜 얻어지게 되는데, 이에 관해 살펴보면 다음과 같다.
베이퍼라이저(140)는 고압 펌프(120)를 통해 공급되는 900 bar의 고압인 액화수소를 상온의 기체 상태 수소로 기화시킨 후 버퍼 스토리지부(150)의 다수의 버퍼 스토리지 튜브(151)에 각각 충전시켜 보관되도록 한다.
이를 위하여, 베이퍼라이저(140)는 저온 고압의 액화수소를 기화시키기 위한 글리콜워터 공급부(141)를 포함할 수 있다.
글리콜워터 공급부(141)는 열교환 매체인인 글리콜워터를 저장하는 글리콜워터 저장탱크(141-1), 글리콜워터 저장탱크(141-1) 내 저장된 글리콜워터를 전력을 통해 가열하는 히터(141-2) 및 히터(141-2)에 의해 가열된 글리콜워터를 글리콜워터 순환 라인을 따라 순환시키는 글리콜워터 펌프(141-3)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 글리콜워터 순환 라인은 베이퍼라이저(140) 내에서 저온 고압의 액화수소가 공급되는 연결 라인과 열교환이 가능하도록 인접하게 위치될 수 있으며, 상대적으로 고온인 글리콜워터의 열이 저온 고압의 액화수소에 전달됨에 따라, 액화수소는 상온의 기체 상태로 기화된 후 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장될 수 있다. 한편, 열손실에 의해 냉각된 글리콜워터는 다시 글리콜워터 순환 라인을 따라 글리콜워터 저장탱크(141-1)로 회수되는데, 회수된 글리콜워터는 다시 히터(141-2)에 의해 가열되는 과정을 반복함으로써 지속적으로 액화수소를 기화시킬 수 있게 된다.
일 실시예에서, 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 상온의 기체 상태의 수소를 버퍼 스토리지 튜브(151)로 공급하는 제1 연결 라인(a), 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장된 수소를 혼합기(140)로 공급하는 제2 연결 라인(b) 및 제1 연결 라인(a)과 제2 연결 라인(b)을 연결하는 제3 연결 라인(c)에는 각각 제어밸브가 마련될 수 있다.
제1 연결 라인(a)에 마련된 제어밸브는 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 수소를 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장하기 위한 경우 개방될 수 있고, 베이퍼라이저(140)를 통한 기화가 이루어지지 않을 경우에는 차단될 수 있다.
제2 연결 라인(b)에 마련되는 제어밸브는 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 혼합기(140)로 수소 공급이 필요한 경우 개방될 수 있고, 수소 공급이 필요하지 않은 경우 차단될 수 있다.
제3 연결 라인(c)에 마련되는 제어밸브는 버퍼 스토리지 (161)로부터 혼합기(140)로 수소 공급이 필요한 경우 제2 연결 라인(b)에 마련되는 제어밸브의 개방과 동시에 차단됨으로써 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 배출되는 상온의 기체 상태의 수소가 제3 연결 라인(c)으로 분기되지 않고 혼합부(130)로 모두 공급될 수 있도록 한다. 또한, 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터의 수소 공급이 필요하지 않을 경우, 제1 연결라인(a) 및 제2 연결 라인(b)의 제어밸브를 차단하고 제3 연결라인(c)의 제어밸브를 개방함으로써 베이퍼라이저(140)로부터 기화된 기체수소를 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장하지 않고 바로 혼합부(130)로 공급되도록 할 수 있다. 이러한 각 연결 라인 별로 마련되는 제어밸브는 모두 자동으로 제어될 수 있다.
앞서 살펴본 버퍼 스토리지부(150)는 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 수소를 임시로 저장하는 역할을 하며, 필요에 따라 제어밸브를 개방함으로써 언제든지 상온의 기체 상태의 수소를 공급할 수 있다.
한편, 베이퍼라이저(140)로 공급되는 액화수소는 900 bar의 고압상태이기 때문에, 베이퍼라이저(140)는 이러한 고압을 지탱하는 내압 구조를 가지게 된다.
디스펜서부(160)는 일측이 혼합부(130)와 연결되고 타측이 수소 차량과 연결되며, 혼합부(130)를 통해 섭씨 영하 40도의 온도로 맞춰진 수소를 수소 차량에 공급하게 된다. 이때, 디스펜서부(160)를 통해 공급되는 수소는 750 bar 내지 850 bar의 압력을 가지며, 혼합부(130)에 의해 공급 적정 온도인 섭씨 영하 40도가 맞춰진 상태이기 때문에, 별도의 칠러(hiller) 장비가 불필요하게 된다.
한편, 혼합부(130)와 디스펜서부(160) 사이에는 혼합부(130)를 통해 공급되는 수소 내 이물질 및 불순물을 필터링하는 필터(161)가 마련될 수 있다. 이를 통해, 수소 차량 내 주입되는 수소의 이물질 및 불순물이 걸러지게 된다.
앞서 살펴본 수소 충전 시스템(100)을 이용하여 수소 충전을 진행하는 전체 과정을 순서대로 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 충전 시스템을 이용한 수소 충전 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.
도 2를 살펴보면, 먼저 수소 공급부(170)에서 기체 상태의 질소를 연결 라인에 공급 및 예냉을 개시하고(S201), 액화수소 저장탱크(110)로부터 저온 고압의 액화수소가 고압 펌프(120)로 공급된다(S202).
고압 펌프(120)에서는 액화수소를 900 bar의 고압으로 승압시켜 혼합부(130) 및 베이퍼라이저(140)로 공급하며(S203), 이때 베이퍼라이저(140)는 공급된 액화수소를 기화시킨 후 버퍼 스토리지부(150)의 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장시키게 된다(S204).
혼합부(130)는 고압 펌프(120) 및 버퍼 스토리지부(150)로부터 각각 액화수소와 기체 상태의 수소를 공급받은 후 이를 믹싱하여 섭씨 영하 40도의 온도로 혼합되도록 하며(S205), 혼합된 수소는 디스펜서부(160)를 통해 750 bar 내지 850 bar의 압력으로 수소 차량에 주입 및 충전된다(S206).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 수소 충전 시스템
110: 액화수소 저장탱크
120: 고압 펌프
130: 혼합부
131: 믹서
140: 베이퍼라이저
141: 글리콜워터 공급부
141-1: 글리콜워터 저장탱크 141-2: 히터
141-3: 글리콜워터 펌프
150: 버퍼 스토리지부
151: 버퍼 스토리지 튜브
160: 디스펜서부
161: 필터
170: 질소 공급부
180: 벤트부

Claims (13)

  1. 액화수소 저장탱크(110);
    상기 액화수소 저장탱크(110)와 연결되는 고압 펌프(120);
    상기 고압 펌프(120)와 연결되어 액화수소를 공급받는 혼합부(130);
    상기 고압 펌프(120)와 상기 혼합부(130)를 서로 연결하는 연결 라인에서 분기되어 액화수소를 공급받으며, 공급된 액화수소를 기화시키는 베이퍼라이저(140);
    상기 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 수소를 저장하는 버퍼 스토리지부(150);
    일측이 상기 혼합부(130)와 연결되고 타측이 수소 차량과 연결되며, 상기 혼합부(130)를 통해 공급되는 수소를 상기 수소 차량에 공급하는 디스펜서부(160); 및
    상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 고압 펌프(120), 상기 혼합부(130), 상기 베이퍼라이저(140), 상기 버퍼 스토리지부(150) 및 상기 디스펜서부(160)를 연결하는 연결 라인에 장비 및 배관 라인의 파손을 방지하고 쿨 다운(cool down) 및 잔유 가스 제거를 위한 퍼징 가스를 공급하는 질소 공급부(170);를 포함하고,
    상기 혼합부(130)와 상기 디스펜서부(160) 사이에는 상기 혼합부(130)를 통해 공급되는 수소 내 이물질 및 불순물을 필터링하는 필터(161);가 마련되며,
    상기 질소 공급부(170)는 연결 라인을 통해 상기 디스펜서부(160) 내 상기 필터(161)의 후단과 직접 연결되며,
    상기 베이퍼라이저(140)는 공급된 액화수소를 기화시키는 열매체를 공급하는 글리콜워터 공급부(141);를 포함하고,
    상기 글리콜워터 공급부(141)는 글리콜워터 저장탱크(141-1), 상기 글리콜워터 저장탱크(141-1)에 저장된 글리콜워터를 가열하는 히터(141-2) 및 상기 히터(141-2)에 의해 가열된 글리콜워터를 글리콜워터 순환 라인을 따라 순환시키는 글리콜워터 펌프(141-3)를 포함하며,
    상기 고압 펌프(120)에서 분기된 연결 라인을 통해 공급되는 액화수소는 상기 글리콜워터 순환 라인과 열교환을 통해 기화되고,
    상기 베이퍼라이저(140)는 상기 고압 펌프(120)와 연결된 연결 라인을 통해 공급되되 900 bar의 액화수소 압력을 지탱하는 내압 구조를 가지도록 마련되며,
    상기 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 상온의 기체 상태의 수소를 상기 버퍼 스토리지부(150)의 버퍼 스토리지 튜브(151)로 공급하는 제1 연결 라인(a), 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장된 수소를 상기 혼합부(130)로 공급하는 제2 연결 라인(b) 및 상기 제1 연결 라인(a)과 상기 제2 연결 라인(b)을 연결하는 제3 연결 라인(c)을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 연결 라인(a, b, c)에는 각각 제어밸브가 마련되며,
    상기 제1 연결 라인(a)에 마련된 제어밸브는 상기 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 수소를 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장하기 위한 경우 개방되고, 상기 베이퍼라이저(140)를 통한 기화가 이루어지지 않을 경우 차단되며,
    상기 제2 연결 라인(b)에 마련되는 제어밸브는 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 혼합부(130)로 수소 공급이 필요한 경우 개방되고, 수소 공급이 필요하지 않은 경우 차단되며,
    상기 제3 연결 라인(c)에 마련되는 제어밸브는 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 혼합부(130)로 수소 공급이 필요한 경우 상기 제2 연결 라인(b)에 마련되는 제어밸브의 개방과 동시에 차단됨으로써 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 배출되는 상온의 기체 상태의 수소가 상기 제3 연결 라인(c)으로 분기되지 않고 상기 혼합부(130)로 모두 공급되도록 하고, 또한
    상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터의 수소 공급이 필요하지 않을 경우, 상기 제1 및 제2 연결 라인(a, b)의 각가의 제어밸브가 차단되고 상기 제3 연결 라인(c)의 제어밸브가 개방됨으로써 상기 베이퍼라이저(140)로부터 기화된 기체수소가 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장하지 않고 바로 상기 혼합부(130)로 공급되는 것을 특징으로 하는, 수소 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고압 펌프(120)에서 상기 혼합부(130) 방향으로 공급되는 액화수소 중, 상기 고압 펌프(120)의 최소 요구 유량을 충족하고 기 설정된 공급량을 초과할 경우,
    상기 공급량을 초과하는 양의 액화수소는 상기 고압 펌프(120)의 후단에 마련된 연결 라인을 통해 상기 액화수소 저장탱크(110)로 회수되는 것을 특징으로 하는, 수소 충전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합부(130)는,
    상기 고압 펌프(120)를 통해 공급되는 액화수소와, 상기 버퍼 스토리지부(150)를 통해 공급되는 수소를 믹싱하는 믹서(131);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소 충전 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 디스펜서부(160) 및 상기 질소 공급부(170)와 상기 액화수소 저장탱크(110), 상기 디스펜서부(160) 및 상기 질소 공급부(170)를 연결하는 연결 라인의 안전밸브에서 배출되는 수소를 외부로 배출되도록 하는 벤트부(180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소 충전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고압 펌프(120)의 일측에 마련된 안전 밸브를 통해 배출되는 액화 상태의 수소는 J/T 밸브를 통해 압력이 강하되어 상기 액화수소 저장탱크(110)로 회수되는 것을 특징으로 하는, 수소 충전 시스템.
  10. 액화수소 저장탱크(110), 고압 펌프(120), 혼합부(130), 베이퍼라이저(140), 버퍼 스토리지부(150), 디스펜서부(160) 및 질소 공급부(170)를 포함하는 수소 충전 시스템을 이용한 수소 충전 방법에 있어서,
    액화수소 저장탱크(110)에서 상기 고압 펌프(120)로 액화수소를 공급하는 단계;
    상기 고압 펌프(120)에서 상기 혼합부(130) 및 상기 베이퍼라이저(140)로 액화수소를 공급하는 단계;
    상기 베이퍼라이저(140)에서 액화수소를 기화시키고, 기화된 수소를 상기 버퍼 스토리지부(150)에 저장하는 단계;
    상기 버퍼 스토리지부(150)에 기 저장된 수소가 상기 혼합부(130)로 공급된 후 상기 혼합부(130) 내 액화수소와 믹싱되는 단계; 및
    상기 혼합부(130) 내 수소가 상기 디스펜서부(160)를 통해 수소 차량에 공급되되, 상기 혼합부(130)와 상기 디스펜서부(160) 사이에 마련된 필터(161)를 통해, 상기 혼합부(130)를 통해 공급되는 수소 내 이물질 및 불순물이 필터링되어 공급되는 단계;를 포함하며,
    상기 질소 공급부(170)는 연결 라인을 통해 상기 디스펜서부(160) 내 상기 필터(161)의 후단과 직접 연결되고,
    상기 베이퍼라이저(140)는 공급된 액화수소를 기화시키는 글리콜워터 공급부(141)를 포함하고,
    상기 글리콜워터 공급부(141)는 글리콜워터 저장탱크(141-1), 상기 글리콜워터 저장탱크(141-1)에 저장된 글리콜워터를 가열하는 히터(141-2) 및 상기 히터(141-2)에 의해 가열된 글리콜워터를 글리콜워터 순환 라인을 따라 순환시키는 글리콜워터 펌프(141-3)를 포함하며,
    상기 베이퍼라이저(140)에서 액화수소를 기화시키고, 기화된 수소를 상기 버퍼 스토리지부(150)에 저장하는 단계는 상기 고압 펌프(120)에서 분기된 연결 라인을 통해 공급되는 액화수소가 상기 글리콜워터 순환 라인과 열교환을 통해 기화되도록 하는 단계;를 포함하며,
    상기 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 상온의 기체 상태의 수소를 상기 버퍼 스토리지부(150)의 버퍼 스토리지 튜브(151)로 공급하는 제1 연결 라인(a), 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장된 수소를 상기 혼합부(130)로 공급하는 제2 연결 라인(b) 및 상기 제1 연결 라인(a)과 상기 제2 연결 라인(b)을 연결하는 제3 연결 라인(c)을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 연결 라인(a, b, c)에는 각각 제어밸브가 마련되며,
    상기 제1 연결 라인(a)에 마련된 제어밸브는 상기 베이퍼라이저(140)에 의해 기화된 수소를 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장하기 위한 경우 개방되고, 상기 베이퍼라이저(140)를 통한 기화가 이루어지지 않을 경우 차단되며,
    상기 제2 연결 라인(b)에 마련되는 제어밸브는 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 혼합부(130)로 수소 공급이 필요한 경우 개방되고, 수소 공급이 필요하지 않은 경우 차단되며,
    상기 제3 연결 라인(c)에 마련되는 제어밸브는 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 혼합부(130)로 수소 공급이 필요한 경우 상기 제2 연결 라인(b)에 마련되는 제어밸브의 개방과 동시에 차단됨으로써 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터 배출되는 상온의 기체 상태의 수소가 상기 제3 연결 라인(c)으로 분기되지 않고 상기 혼합부(130)로 모두 공급되도록 하고, 또한
    상기 버퍼 스토리지 튜브(151)로부터의 수소 공급이 필요하지 않을 경우, 상기 제1 및 제2 연결 라인(a, b)의 각가의 제어밸브가 차단되고 상기 제3 연결 라인(c)의 제어밸브가 개방됨으로써 상기 베이퍼라이저(140)로부터 기화된 기체수소가 상기 버퍼 스토리지 튜브(151)에 저장하지 않고 바로 상기 혼합부(130)로 공급되는 것을 특징으로 하는, 수소 충전 시스템을 이용한 수소 충전 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고압 펌프(120)에서 상기 혼합부(130) 및 상기 베이퍼라이저(140)로 액화수소를 공급하는 단계는,
    상기 고압 펌프(120)에서 상기 혼합부(130) 방향으로 공급되는 액화수소가 상기 고압 펌프(120)의 최소 요구 유량을 충족하고 기 설정된 공급량을 초과하는 경우, 상기 고압 펌프(120)의 후단에 마련된 연결 라인을 통해, 상기 공급량을 초과하는 양의 액화수소를 상기 액화수소 저장탱크(110)로 회수시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소 충전 시스템을 이용한 수소 충전 방법.
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