KR102498967B1 - 단열 기능을 구비하는 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대량 생산 및 다양한 폭발 환경에 대응 가능한 에너지 저장 시스템의 컨테이너용 패널 어셈블리를 제안한다. 본 발명 어셈블리는, 에너지 저장 시스템 컨테이터 내부에 생성된 고압에 의하여 파열되는 폭발 패널(20), 그리고 폭발 패널(20)을 컨테이너 내부의 압력을 받을 수 있는 상태로 지지하는 폭발 패널 지지수단을 포함한다. 그리고 단열 커버(30가 폭발 패널 지지수단의 상부에서 폭발 패널을 덮을 수 있도록 설치되는데, 그 상면(32)은 이물질이 쌓이지 않도록 경사면으로 성형되는 것이 바람직하다. 그리고 단열 커버(30)의 저면에는, 구조적 강보 보강을 위하여, 하방으로 연장된 강도 보강 리브가 성형되는 것이 바람직하다.

Description

단열 기능을 구비하는 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리{A explosion panel assembly for a energy storage system having insulation function}

본 발명은 에너지 저장 시스템(ESS)의 폭발 패널 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 저장 시스템의 컨테이너의 내부가 외부의 온도에 의한 영향을 최소화할 수 있는 단열 기능을 가지는 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리에 관한 것이다.

예를 태양광 발전과 같이 에너지를 생산하는 시스템에는 에너지 저장 장치(Energy Storage System)가 필수적으로 설치되고 있다. 이러한 에너지 저장 장치는, 필요한 체적을 가지는 용기로써의 컨테이너의 내부에 에너지 저장이 가능한 다수의 저장수단이 내장되어 있다.

그리고 이러한 컨테이너의 내부에는 에너지의 저장에 필요한 환경을 만들기 위한 다양한 장치가 설치되는 것이 일반적이고, 예를 들면 한국 특허 등록 제10-1381592호에서는 이러한 다양한 장치에 대하여 다양한 제안을 한 것이라고 할 수 있다. 예를 들면 컨테이너 내부의 온도, 습도 등을 포함하는 공기 조건을 제어하는 공조장치가 설치되고 있음을 알 수 있다.

또한 컨테이너의 내부에 설치되어 있는 저장수단은 화재 및 폭발 등에 아주 취약하기 때문에, 컨테이너 내부에 이상 이벤트가 발생하면 고압의 가스 및 화염을 외부로 배출시키는 폭발 벤팅 디바이스가 장착되어야 한다. 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이 에너지 저장 시스템의 컨테이너(2) 내부의 이상이 발생하게 되면, 폭발 패널(4)이 열림으로써 컨테이너 내부에서 발생하는 고압의 가스 및 화염 등이 외부로 배출되도록 구성되어야 하는 것이다.

본 발명의 목적은, 컨테이너 내부가 외부의 일사량, 눈, 비, 풍량 등의 기후적 환경에 의하여 영향을 받지 않는 단열 기능을 가지는 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리를 제공하는 것에 있다고 할 수 있다.

그리고 에너지 저장 시스템의 컨테이너 내부를 외부 환경에 의한 온도 변화를 최대한 억제한다는 것은, 실질적으로 에너지 저장 장치의 안전을 유지하는 것과 어느 정도의 관련성은 가지고 있을 것으로 생각된다.

본 발명의 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리는, 에너지 저장 시스템 컨테이터 내부에 생성된 고압에 의하여 파열되는 폭발 패널, 그리고 폭발 패널을 컨테이너 내부의 압력을 받을 수 있는 상태로 지지하는 폭발 패널 지지수단을 포함한다. 그리고 단열 커버가 폭발 패널 지지수단의 상부에서 폭발 패널을 덮을 수 있도록 설치되는데, 단열커버의 상면은 이물질이 쌓이지 않도록 경사면으로 성형된다.

그리고 폭발 패널 지지수단에 대한 실시례에 의하면, 상단부에 성형된 상부 플랜지를 구비하고 컨테이너의 내부와 연통하도록 컨테이너에 설치되는 패널 프레임과, 폭발 패널을 사이에 두고 패널 프레임 상에 고정되는 카운터 플랜지로 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시례에 의하면, 단열 커버의 저면에는 구조적 강보 보강을 위하여, 하방으로 연장된 강도 보강 리브가 구비되어 있다. 본 발명의 또 다른 실시례에 의하면, 단열 커버의 저면에는 폭발 패널의 폭발시 단열 커버도 같이 파열될 수 있는 파열선을 성형하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성을 가지고 있는 본 발명 폭발 패널 어셈블리에 의하면, 에저지 저장 시스템에서 단열이 가장 취약한 폭발 패널 부근이 단열재로 만들어지는 단열커버에 의하여 충분히 커버되고 있음을 알 수 있다. 따라서 컨테이너 내부를 외부 온도의 영향을 최대한 줄일 수 있어서, 에너지 저장 시스템의 컨테이너의 운영에 상당한 도움 및 안전을 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

그리고 본 발명 단열 패널은, 컨테이너의 폭발 발생시, 폭발 패널의 파열과 같이 명백하게 파열될 수 있도록 파열선을 성형하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 본 발명 단열 패널의 저면에는 하방으로 연장 성형되는 다수의 강도 보강 리브를 형성하는 것이 바람직하고, 이러한 강도 보강 리브는 하방으로 연장되어 폭발 패널의 상면에 접촉하도록 구성할 수 있다.

도 1은 일반적인 에너지 저장 시스템의 폭발 패널을 예시한 설명도.
도 2는 본 발명의 폭발 패널 어셈블리의 예시 종단면도.
도 3은 본 발명 폭발 패널 어셈블리의 평면도.

다음에는 도면에 도시한 실시례에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리는 에너지 저장 시스템 컨테이너의 외측면에 설치되는 것으로, 기본적으로 컨테이너 내부의 이상 이벤트에 의하여 고압의 가스 및 화염이 외부로 배출되는 기능을 가지고 있고, 더욱이 본 발명에서는 외부의 열이 컨테이너의 내부로 전도되지 않도록 하는 단열 기능을 더 가지고 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리는, 상단부에 성형된 상부플랜지(12)를 구비하는 패널프레임(10)과, 패널프레임(10)의 상부에 결합되는 카운터플랜지(20)를 포함하고 있다. 패널프레임(10)은 실질적으로 에너지 저장 시스템의 컨테이너(도시 생략)에 결합되거나, 컨테이너와 연결되는 덕트 등에 결합되어, 컨테이너 내부의 이상 이벤트 발생시 컨테이너 내부의 공기가 외부로 배출되는 통로를 형성하는 프레임이다.

그리고 상부플랜지(12)와 카운터플랜지(20) 사이에는 폭발 패널(24)이 설치되어 있다. 폭발 패널(24)은 컨테이너 내부에서 발생한 화염 등에 기초하여 설정된 고압이 만들어지면 이러한 고압에 대응하여 파열되는 패널이다. 이러한 폭발 패널(24) 자체의 구성은 실질적으로 공지된 다양한 구성의 것을 사용할 수 있기 때문에 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 구성을 정리하면, 컨테이너 내부의 고압에 의하여 파열되어 내부의 가스를 외부로 배출할 수 있는 폭발 패널(24)과, 이러한 폭발 패널(24)을 지지하는 지지수단이 에너지 저장 시스템의 컨테이너에 구비되어 있다고 할 수 있다. 그리고 이러한 폭발 패널(24)의 상부에는 단열 커버(30)가 설치된다. 이와 같은 본 발명의 단열 커버(30)는 외부의 온도가 컨테이너 내부로 전도되지 못하도록 설치되는 것으로 다음과 같이 구성을 가지고 있다.

본 발명의 단열 커버(30)는 열전도성이 낮아서 열전도를 최대한 억제할 수 있는 재질, 예를 들면 스티로폼 등과 같은 재질로 만들어진다. 이러한 단열 커버(30)의 상면(32)은 경사면으로 성형된다. 이와 같이 상면(32)을 경사면으로 성형함으로써, 비 또는 눈이 단열 커버(30) 상부에 쌓이는 것을 방지할 수 있다. 도시한 실시례에서, 단열 커버(30)의 상면(32)은 중심을 정점으로 하고 외측으로 갈수록 낮아지도록 성형되고 있음을 알 수 있다.

이러한 단열 커버(30)의 테두리 부분은 상술한 카운터 플랜지(20)의 상면에 접촉하도록 설치되는 것이 바람직하다. 그리고 단열 커버(30)의 테두리 부분에는 별도의 단열커버 고정수단을 채택함으로써, 카운터 플랜지(20)에 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있을 것이다. 이러한 단열커버 고정수단은, 예를 들면 접착제 또는 볼트 및 너트 등으로 구성될 수 있을 것이다. 도시한 실시례에서는, 단열커버(30)의 테두리 부근에 카운터 플랜지(20)와의 간섭이 발생하지 않도록 간섭 회피홈(38)이 성형되어 있음을 알 수 있다.

이와 같이 단열 커버(30)의 테두리부분은 폭발 패널(24)을 지지하는 지지수단(도시한 실시례에서는 상부플랜지 및 카운터플랜지)에 대하여 단열커버 고정수단(예를 들면 접착제 또는 양면 접착 테이프 등)을 이용하여 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있어야 한다. 다음에는 단열재질, 에를 들면 스티로폼으로 만들어지는 단열커버(30) 자체의 파열을 위한 구조 및 구조적 강도 보강을 위한 구조에 대하여 살펴본다.

단열커버(30)는 단열을 위하여 일정한 두께를 가지고 있고, 테두리 부분이 폭발패널을 지지하는 지지수단(상부플랜지 및 카운터플랜지)에 고정된 상태를 가지고 있음은 상술한 바와 같다. 따라서 폭발 패널(24)이 폭발할 때 단열커버(30)는 어떠한 저항도 형성하지 않고 파열되어야 할 것이다. 이를 위하여, 단열커버(30)에는 두께가 상대적으로 얇게 성형되는 파열선을 성형하는 것이 바람직하다.

즉, 단열커버(30)의 일면, 바람직하게는 저면에 단열커버(30)의 전체 두께보다 얇은 선형으로 만들어지는 파열선을 성형하게 되면, 폭발 패널(24)의 폭발과 같이 단열커버(30)의 파열선이 찢어짐으로써, 단열커버(30)도 폭발 패널(24)과 같이 파열될 것이다. 이러한 단열커버(30)의 파열선은 단열커버(30)의 성형시 같이 만들어지는 것도 가능하고, 단열커버(30)의 성형 후 물리적인 가공에 의하여 만들어지는 것도 가능하다.

이러한 단열커버(30)의 파열선은 단열커버(30)의 저면에서 성형되어, 폭발 패널(24)의 파열 또는 폭발 패널(24)의 파열에 의하여 외부로 나오는 가스의 고압에 의하여 파열될 수 있는 것이면 충분하고, 그 형상 등에 의하여 한정될 수 없을 것으로 생각된다. 예를 들어 단열커버(30)의 파열선의 형상은 공지된 파열디시크의 스코어드 라인(Scored line)과 같은 형상으로 만들어질 수 있는데, 예를 들면 십자 형상 등으로 만들 수 있다.

그리고 본 발명의 단열커버(30)는 컨테이너의 외부에 장착되는 것이기 때문에 외부 환경에 기초하는 힘에 대하여 충분히 유지될 수 있는 구조적 강도를 가져야 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 폭발 패널(30)의 상면을 경사면으로 성형하여, 비 또는 눈이 위에 쌓이는 것을 방지하는 것도 외력(비 또는 눈에 의한 하중)에 대하여 구조적 강도를 확보하기 위한 구성의 하나라고 할 수 있다.

이와 같은 외력에 대한 구조적 강도를 확보하기 위하여, 본 발명 단열커버(30)의 저면에는 강도 보강 리브를 성형하는 것이 바람직하다. 강도 보강 리브는, 단열커버(30)의 저면에서 하방으로 돌출하도록 성형되는 것으로, 예를 들면 선형으로 성형되거나 격자상으로 성형될 수 있다. 도 2에서, 단열커버(30)의 저면에서 하방으로 연장된 강도 보강 리브(34)가 도시되어 있음을 확인할 수 있다.

도시한 강도 보강 리브(34)는 그 하단부가 폭발 패널(24)에 접촉하고 있는데, 이러한 경우의 강도 보강 리브(34)는 단열커버(30)의 강도를 보강함과 동시에 단열커버(30)가 하방으로 처지는 것을 방지하는 지지체로써의 기능을 겸하고 있다. 여기서 도시한 리브(34)와 같이 단열커버(30)의 저면에서 하방으로 연장되어 폭발 패널(24)의 상면에 접촉하여 처짐을 방지하는 것도, 궁극적으로는 단열커버(30)의 구조적 강도를 보강하는 것이라고도 할 수 있을 것이다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 범주 내에서 다양한 변형이 가능함은 당연할 것으로 예상되고, 등록 시 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재에 기초하여 해석되어야 할 것임도 특허법의 규정 취지 상 당연할 것으로 생각된다.

10 ..... 패널 프레임
12 ..... 상부 플랜지
20 ..... 카운터 플랜지
24 ..... 폭발 패널
30 ..... 단열 커버
32 ..... 단열커버의 상면
34 ..... 강도 보강 리브

Claims (3)

1. 에너지 저장 시스템 컨테이너 내부에 생성된 고압에 의하여 파열되도록 컨테이너에 설치되는 폭발 패널(20)과;
   상단부에 성형된 상부플랜지(12)를 구비하고 에너지 저장 시스템 컨테이너의 내부 공기를 외부로 배출하는 통로를 형성하는 패널프레임(10)과, 상부플랜지(12)와의 사이에서 폭발패널(24)을 지지하기 위하여 상부플랜지(12)의 상부에 결합되는 카운터플랜지(20)로 구성되고, 컨테이너 내부의 압력을 받을 수 있는 상태로 폭발 패널(24)을 지지하는 폭발 패널 지지수단; 그리고
   폭발 패널(24)을 덮을 수 있도록, 단열 커버(30)의 테두리 부분 저면이 카운터플랜지(20)의 상면에 접촉하도록 설치되고, 이물질이 쌓이지 않도록 상면이 경사면으로 성형되는 단열 커버(30)로 구성되고;
   단열커버의 저면에는, 폭발 패널의 폭발시 단열 커버(30)도 같이 파열될 수 있도록 파열선이 성형되고, 구조적 강도 보강을 위하여 하방으로 연장된 강도 보강 리브가 성형된 에너지 저장 시스템의 폭발 패널 어셈블리.
   
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