KR102564577B1 - Metallic fuel provider for hydrogen generation using metallic fuel - Google Patents

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KR102564577B1 KR1020160103741A KR20160103741A KR102564577B1 KR 102564577 B1 KR102564577 B1 KR 102564577B1 KR 1020160103741 A KR1020160103741 A KR 1020160103741A KR 20160103741 A KR20160103741 A KR 20160103741A KR 102564577 B1 KR102564577 B1 KR 102564577B1
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Abstract

본 발명은 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치는 내부에 수소 발생 화학 반응이 일어나는 반응공간이 마련된 반응기, 상단은 상기 반응기의 상부에 연결되고 하단은 상기 반응기의 일측 하부에 배치되며 내부에 액체가 채워지는 금속 연료 이송관, 상기 금속 연료 이송관의 하단부에 상기 금속 연료 이송관을 통해 상기 반응공간에 공급되는 금속 연료를 공급하는 금속 연료 저장장치 및 상기 금속 연료 이송관 내부에 설치되어 상기 금속 연료 저장장치가 공급한 상기 금속 연료를 상기 반응공간으로 이송하는 이송장치를 포함한다.The present invention relates to a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator. A metal fuel transfer pipe connected to an upper part and a lower end disposed below one side of the reactor and filled with a liquid therein, and a metal fuel supplied to the reaction space through the metal fuel transfer tube at the lower end of the metal fuel transfer tube. and a metal fuel storage device supplying the metal fuel and a transfer device installed inside the metal fuel transfer pipe to transfer the metal fuel supplied by the metal fuel storage device to the reaction space.

Description

금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치{Metallic fuel provider for hydrogen generation using metallic fuel}Metallic fuel provider for hydrogen generation using metallic fuel}

본 발명은 금속 연료 수소발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 연료 수소발생장치에 불순물이 섞이지 않은 금속 연료를 지속적으로 공급을 할 수 있는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a metal fuel hydrogen generator, and more particularly, to a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator capable of continuously supplying metal fuel that is not mixed with impurities to the metal fuel hydrogen generator.

일반적으로 유기물을 포함하는 연료를 분해하여 수소를 포함하는 가스를 제조하는 장치를 개질 장치(reformer)라 한다. 개질 장치는 수소를 연료로 하는 연료전지의 수소 공급장치로서 널리 사용되고 있다. 이러한 개질 장치는 잠수함용 수소공급장치로 탑재되어 운용되기에는 아직 기술적으로 미흡한 부분이 있다. 따라서 수소저장합금이 잠수함용 연료전지에 수소를 공급하는 장치로 사용되는 것이 일반적이다.In general, a device for producing gas containing hydrogen by decomposing fuel containing organic matter is called a reformer. A reformer is widely used as a hydrogen supply device for a fuel cell using hydrogen as a fuel. This reforming device is still technically insufficient to be mounted and operated as a hydrogen supply device for submarines. Therefore, it is common for hydrogen storage alloys to be used as devices for supplying hydrogen to fuel cells for submarines.

그런데 수소저장합금은 무겁고 가격이 비싼 문제점이 있다. 그리고 충전과 방전에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 한국등록특허공보 제10-1577536호에서 금속 연료를 이용하는 잠수함 수소 시스템이 제안되었다.However, hydrogen storage alloys are heavy and expensive. In addition, there was a problem in that a lot of time was required for charging and discharging. In order to overcome this problem, a submarine hydrogen system using metal fuel was proposed in Korean Patent Registration No. 10-1577536.

한편, 상기 공보에서 제안된 잠수함 수소 시스템은 잠수함 내에서 금속 연료를 저장하는 금속 연료 저장 장치, 금속 연료와 촉매 수용액으로 수소를 발생시켜 수소 연료 전지로 제공하는 금속 연료 수소 발생장치 및 금속 연료 수소 발생장치에서 발생된 수소 중에서 수소 연료 전지에서 소비되고 남은 수소를 저장하는 수소 저장 장치를 포함한다.On the other hand, the submarine hydrogen system proposed in the publication is a metal fuel storage device for storing metal fuel in a submarine, a metal fuel hydrogen generator for generating hydrogen with metal fuel and a catalyst aqueous solution and providing it to a hydrogen fuel cell, and a metal fuel hydrogen generator and a hydrogen storage device for storing hydrogen remaining after being consumed in the hydrogen fuel cell among hydrogen generated by the device.

그런데 상기 공보에는 금속 연료 수소 발생장치에 금속 연료를 공급하는 장치가 개시되어 있지 않고 있다.However, the publication does not disclose a device for supplying metal fuel to a metal fuel hydrogen generator.

따라서 금속 연료 수소 발생장치에 금속 연료를 공급하는 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for development of a device for supplying metal fuel to a metal fuel hydrogen generator.

한국등록특허공보 제10-1577536호(공고일: 2015.12.15.)Korean Registered Patent Publication No. 10-1577536 (Public date: 2015.12.15.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 금속 연료 수소발생장치에 불순물이 섞이지 않은 금속 연료를 지속적으로 공급을 할 수 있는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention has been made in view of the above problems, and a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator that can continuously supply metal fuel without impurities to the metal fuel hydrogen generator. is to provide

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성 하기 위한 본 발명에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치는 내부에 수소 발생 화학 반응이 일어나는 반응공간이 마련된 반응기; 상단은 상기 반응기의 상부에 연결되고 하단은 상기 반응기의 일측 하부에 배치되며 내부에 액체가 채워지는 금속 연료 이송관; 상기 금속 연료 이송관의 하단부에 상기 금속 연료 이송관을 통해 상기 반응공간에 공급되는 금속 연료를 공급하는 금속 연료 저장장치; 및 상기 금속 연료 이송관 내부에 설치되어 상기 금속 연료 저장장치가 공급한 상기 금속 연료를 상기 반응공간으로 이송하는 이송장치를 포함한다.A metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to the present invention for achieving the object to be solved by the present invention as described above includes a reactor provided with a reaction space in which a hydrogen generating chemical reaction occurs; A metal fuel transfer pipe having an upper end connected to an upper portion of the reactor and a lower end disposed below one side of the reactor and filled with a liquid therein; a metal fuel storage device supplying metal fuel supplied to the reaction space through the metal fuel delivery pipe to a lower end of the metal fuel delivery pipe; and a transfer device installed inside the metal fuel transfer pipe to transfer the metal fuel supplied by the metal fuel storage device to the reaction space.

여기서, 상기 금속 연료는 알루미늄이고, 상기 금속 연료 이송관에 채워지는 액체는 물일 수 있다.Here, the metal fuel may be aluminum, and the liquid filled in the metal fuel transfer pipe may be water.

또한, 상기 금속 연료 저장장치의 압력을 조절하여 상기 금속 연료 이송관에 채워지는 액체의 수위를 조절하는 압력 조절장치를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 압력 조절장치는, 상기 반응기의 상기 반응공간의 내부 압력을 감지하는 압력센서; 상기 금속 연료 저장장치에 내부 압력을 증가시키는 압력제공장치; 및 상기 압력센서가 감지하는 상기 반응공간의 내부 압력에 따라 상기 압력제공장치를 제어하는 압력 조절장치 제어부를 포함할 수 있다. 나아가서, 상기 압력 조절장치는, 상기 금속 연료 저장장치에 설치되며, 상기 압력 조절장치 제어부에 의해 제어되어 상기 금속 연료 저장장치의 내부 압력을 감압시키 위한 감압밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, a pressure regulator may be further included to adjust the level of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe by adjusting the pressure of the metal fuel storage device. At this time, the pressure control device, a pressure sensor for sensing the internal pressure of the reaction space of the reactor; a pressure providing device for increasing internal pressure in the metal fuel storage device; and a pressure regulator controller controlling the pressure providing device according to the internal pressure of the reaction space sensed by the pressure sensor. Furthermore, the pressure regulator may further include a pressure reducing valve installed in the metal fuel storage device and controlled by the pressure regulator controller to reduce the internal pressure of the metal fuel storage device.

또한, 금속 연료 이송관에 액체를 보충하는 액체 보충장치를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 액체 보충장치는, 상기 금속 연료 이송관에 보충되는 액체를 저장하는 액체저장탱크; 상기 액체저장탱크와 상기 금속 연료 이송관을 연결하는 액체 보충관; 및 상기 액체 보충관에 설치되어 상기 액체 보충관을 개폐하여 상기 금속 연료 이송관에 보충되는 액체의 유량을 조절하는 액체 보충관 밸브를 포함할 수 있다.In addition, a liquid replenishing device for replenishing liquid to the metal fuel transfer pipe may be further included. At this time, the liquid replenishing device includes a liquid storage tank for storing liquid replenished in the metal fuel transfer pipe; a liquid replenishment pipe connecting the liquid storage tank and the metal fuel transfer pipe; and a liquid replenishment pipe valve installed in the liquid replenishment pipe to open and close the liquid replenishment pipe to adjust the flow rate of the liquid replenished to the metal fuel transfer pipe.

또한, 상기 금속 연료 저장장치는, 금속 연료를 저장하고 상기 금속 연료 이송관의 상측에 배치되는 금속 연료 저장탱크; 상기 금속 연료 저장탱크의 하부와 상기 금속 연료 이송관의 하부를 연결하며 상기 금속 연료 저장탱크에 저장된 금속 연료가 상기 금속 연료 이송관으로 낙하하는 통로를 제공하는 금속 연료 낙하관; 및 상기 금속 연료 낙하관에 설치되어 상기 금속 연료 낙하관을 개폐하여 상기 금속 연료 이송관으로 공급되는 금속 연료의 량을 조절하는 금속 연료 낙하관 밸브를 포함할 수 있다.In addition, the metal fuel storage device may include a metal fuel storage tank that stores metal fuel and is disposed above the metal fuel transfer pipe; a metal fuel drop pipe connecting a lower portion of the metal fuel storage tank and a lower portion of the metal fuel transfer pipe and providing a passage through which the metal fuel stored in the metal fuel storage tank falls into the metal fuel transfer pipe; and a metal fuel drop pipe valve installed on the metal fuel drop pipe to open and close the metal fuel drop pipe to adjust the amount of metal fuel supplied to the metal fuel feed pipe.

또한, 상기 이송장치는, 상기 금속 연료 이송관 내부 상단과 하단에 배치되는 제1 및 제2 벨트 드럼; 상기 제1 및 제2 드럼의 외면을 감싸며 외면에 금속 연료가 안착되는 컨베이어 벨트; 및 상기 제1 및 제2 벨트 드럼 중 적어도 하나를 회전시키는 구동장치를 포함할 수 있다. 이때, 상기 컨베이어 벨트의 외면에는 금속 연료가 안착되는 금속 연료 안착 홈이 형성될 수 있다.In addition, the transfer device includes first and second belt drums disposed at upper and lower ends of the metal fuel transfer pipe; Conveyor belts surrounding outer surfaces of the first and second drums and having metal fuel seated thereon; and a driving device for rotating at least one of the first and second belt drums. At this time, a metal fuel seating groove in which metal fuel is seated may be formed on an outer surface of the conveyor belt.

상기와 같은 본 발명에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치에 의하면, 금속 연료 수소발생장치에 불순물이 섞이지 않는 금속 연료가 지속적으로 공급될 수 있게 된다.According to the metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to the present invention as described above, metal fuel that is not mixed with impurities can be continuously supplied to the metal fuel hydrogen generator.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치의 압력 조절장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a pressure regulator of a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are views for explaining the operation of a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 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.Terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치의 압력 조절장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a schematic view of a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention. It is a schematic block diagram of a pressure regulator.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치(10)는 내부에 수소 발생 화학 반응이 일어나는 반응공간(RS)이 마련된 반응기(100), 상단은 반응기(100)의 상부에 연결되고 하단은 반응기(100)의 일측 하부에 배치되어 내부에 액체가 채워지는 금속 연료 이송관(200), 금속 연료 이송관(200)의 하단부에 연결되어 금속 연료 이송관(200)의 하단부에 금속 연료 이송관(200)을 통해 반응공간(RS)에 공급되는 금속 연료를 공급하는 금속 연료 저장장치(300) 및 금속 연료 이송관(200) 내부에 설치되어 금속 연료 저장장치(300)가 공급한 금속 연료를 반응공간(RS)로 이송하는 이송장치(400)를 포함할 수 있다.1 and 2, the metal fuel supply device 10 for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention is a reactor 100 provided with a reaction space (RS) in which a chemical reaction for generating hydrogen occurs. , The upper end is connected to the upper part of the reactor 100 and the lower end is connected to the lower end of the metal fuel transfer pipe 200, which is disposed on one side of the lower portion of the reactor 100 and filled with liquid, and the lower end of the metal fuel transfer pipe 200. Metal fuel storage device 300 for supplying metal fuel supplied to the reaction space RS through the metal fuel transfer pipe 200 at the lower end of the metal fuel transfer pipe 200 and installed inside the metal fuel transfer pipe 200 It may include a transfer device 400 for transferring the metal fuel supplied by the metal fuel storage device 300 to the reaction space RS.

반응기(100)에 공급되는 금속 연료가 알루미늄(Al)인 경우, 금속 연료 이송관(200)에 채워지는 액체는 물인 것이 바람직하다. 다시 말하면, 반응공간(RS)에서는 아래의 화학식과 같은 수소 발생 화학 반응이 일어난다. 따라서 반응공간(RS)에는 수소 발생 화학 반응에 의해 알루미늄, 물, 수소 및 수산화알루미늄만 존재하게 된다.When the metal fuel supplied to the reactor 100 is aluminum (Al), the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 is preferably water. In other words, in the reaction space RS, a hydrogen generating chemical reaction as shown in the following formula occurs. Therefore, only aluminum, water, hydrogen, and aluminum hydroxide exist in the reaction space RS due to the hydrogen generating chemical reaction.

[화학식][chemical formula]

따라서 금속 연료 이송관(200)에 물이 채워지는 경우, 반응공간(RS)에 존재하지 않는 불순물이 금속 연료 이송관(200)에 유입되는 것이 방지됨으로써, 반응공간(RS)에 존재하지 않는 불순물이 금속 연료에 섞이어 반응기(100)의 반응공간(RS)에 유입되는 것이 방지된다. 여기서, 금속 연료 이송관(200)에 채워지는 물은 증류수가 바람직하나, 증류수로 한정되지 않고, 해수 및 식수와 같은 일반적인 물도 가능하다.Therefore, when water is filled in the metal fuel transfer pipe 200, impurities that do not exist in the reaction space RS are prevented from entering the metal fuel transfer pipe 200, thereby preventing impurities that do not exist in the reaction space RS. It is prevented from being mixed with the metal fuel and introduced into the reaction space RS of the reactor 100. Here, the water filled in the metal fuel transfer pipe 200 is preferably distilled water, but it is not limited to distilled water, and general water such as seawater and drinking water is also possible.

위와 같은 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체에 의해 불순물이 섞이는 것을 방지하는 효과가 극대화되도록 하기 위해, 금속 연료 이송관(200)에 채워지는 액체의 수위는 금속 연료 이송관(200)의 상단에 위치하는 것이 바람직하다. In order to maximize the effect of preventing impurities from being mixed by the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 as described above, the level of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 is adjusted to the upper end of the metal fuel transfer tube 200. It is preferable to be located in

그런데 반응기(100)의 반응공간(RS)의 압력이 금속 연료 저장장치(300)의 내부 압력보다 크면 금속 연료 이송관(200)에 채워지는 액체의 수위가 낮아지게 된다. However, when the pressure in the reaction space RS of the reactor 100 is greater than the internal pressure of the metal fuel storage device 300, the level of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 is lowered.

따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치(10)는 금속 연료 저장장치(300)의 압력을 조절하여 금속 연료 이송관(200)에 채워지는 액체의 수위를 조절하는 압력 조절장치(500)를 더 포함할 수 있다.Therefore, the metal fuel supply device 10 for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention controls the level of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 by adjusting the pressure of the metal fuel storage device 300. A pressure regulator 500 may be further included.

압력 조절장치(500)는 반응기(100)의 반응공간(RS)의 내부 압력을 감지하는 압력센서(510), 금속 연료 저장장치(300)에 내부 압력을 증가시키는 압력제공장치(520) 및 압력센서(510)가 감지하는 반응공간(RS)의 내부 압력에 따라 압력제공장치(520)를 제어하는 압력 조절장치 제어부(530)를 포함할 수 있다. 여기서, 압력제공장치(520)는 금속 연료 저장장치(300)의 내부 압력을 증가시키기 위한 장치로서 공기압축기(air compressor)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The pressure regulator 500 includes a pressure sensor 510 for detecting the internal pressure of the reaction space RS of the reactor 100, a pressure providing device 520 for increasing the internal pressure in the metal fuel storage device 300, and a pressure A pressure regulator controller 530 controlling the pressure providing device 520 according to the internal pressure of the reaction space RS detected by the sensor 510 may be included. Here, the pressure providing device 520 is a device for increasing the internal pressure of the metal fuel storage device 300 and may be implemented as an air compressor, but is not limited thereto.

압력 조절장치(500)는 금속 연료 저장장치(300)의 내부 압력이 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위해, 금속 연료 저장장치(300)에 설치되며, 압력 조절장치 제어부(500)에 의해 제어되어 금속 연료 저장장치(300)의 내부 압력을 감압시키는 감압밸브(540)를 더 포함할 수 있다. 따라서 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체가 반응기(100)의 반응공간(RS)으로 넘치는 것이 방지될 수 있게 된다.The pressure regulator 500 is installed in the metal fuel storage device 300 to prevent the internal pressure of the metal fuel storage device 300 from becoming excessively high, and is controlled by the pressure regulator control unit 500 so that the metal fuel A pressure reducing valve 540 for reducing the internal pressure of the storage device 300 may be further included. Therefore, it is possible to prevent the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 from overflowing into the reaction space RS of the reactor 100.

금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체가 누설되는 경우에도 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체의 수위가 낮아질 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치(10)는 금속 연료 이송관(200)에 액체를 보충하는 액체 보충장치(600)를 더 포함할 수 있다.Even when the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 leaks, the level of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 may be lowered. Therefore, the metal fuel supply device 10 for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention may further include a liquid replenishing device 600 for replenishing liquid to the metal fuel transfer pipe 200 .

액체 보충장치(600)는 금속 연료 이송관(200)에 보충되는 액체를 저장하는 액체저장탱크(610), 액체저장탱크(610)와 금속 연료 이송관(200)을 연결하는 액체 보충관(620) 및 액체 보충관(620)에 설치되어 액체 보충관(620)을 개폐하여 금속 연료 이송관(200)에 보충되는 액체의 유량을 조절하는 액체 보충관 밸브(630)를 포함할 수 있다.The liquid replenishment device 600 includes a liquid storage tank 610 for storing liquid replenished in the metal fuel transfer pipe 200, and a liquid supplement pipe 620 connecting the liquid storage tank 610 and the metal fuel transfer pipe 200. ) and a liquid replenishment pipe valve 630 installed in the liquid replenishment pipe 620 to open and close the liquid replenishment pipe 620 to adjust the flow rate of the liquid replenished to the metal fuel transfer pipe 200.

이러한 구성을 가진 액체 보충장치(600)에 의해, 액체 보충관 밸브(630)가 개방되면, 액체저장탱크(610)에 저장된 액체가 금속 연료 이송관(200)에 공급된다. 따라서 금속 연료 이송관(200)에서 유실된 액체가 보충되어 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체의 수위가 적정한 수위를 유지할 수 있게 된다. 여기서, 액체저장탱크(610)는 액체를 금속 연료 이송관(200)으로 강제로 이동시키는 펌프와 같은 수단을 생략하기 위해, 금속 연료 이송관(200)의 상단보다 높은 위치에 설치될 수 있다.When the liquid replenishment pipe valve 630 is opened by the liquid replenishing device 600 having such a configuration, the liquid stored in the liquid storage tank 610 is supplied to the metal fuel transfer pipe 200. Therefore, the liquid lost in the metal fuel transfer pipe 200 is replenished so that the water level of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 can be maintained at an appropriate level. Here, the liquid storage tank 610 may be installed at a higher position than the upper end of the metal fuel transfer pipe 200 in order to omit a means such as a pump for forcibly moving the liquid to the metal fuel transfer pipe 200 .

금속 연료 저장장치(300)는 금속 연료를 저장하고 금속 연료 이송관(200)의 상측에 배치되는 금속 연료 저장탱크(310) 및 금속 연료 저장탱크(310)의 하부와 금속 연료 이송관(200)의 하부를 연결하며 금속 연료 저장탱크(310)에 저장된 금속 연료가 금속 연료 이송관(200)으로 낙하하는 통로를 제공한 금속 연료 낙하관(320) 및 금속 연료 낙하관(320)에 설치되어 금속 연료 낙하관(320)를 개폐하여 금속 연료 이송관(200)으로 공급되는 금속 연료의 량을 조절하는 금속 연료 낙하관 밸브(340)를 포함할 수 있다. The metal fuel storage device 300 stores metal fuel and includes a metal fuel storage tank 310 disposed above the metal fuel transfer pipe 200 and a lower part of the metal fuel storage tank 310 and the metal fuel transfer pipe 200. It is installed in the metal fuel drop pipe 320 and the metal fuel drop pipe 320, which connect the lower part of the metal fuel storage tank 310 and provide a passage through which the metal fuel stored in the metal fuel storage tank 310 falls to the metal fuel transfer pipe 200. A metal fuel drop pipe valve 340 may be included to open and close the fuel drop pipe 320 to adjust the amount of metal fuel supplied to the metal fuel feed pipe 200 .

상기와 같은 구성을 가진 금속 연료 저장장치(300)에 의해, 금속 연료 낙하관 밸브(340)가 개방되면, 금속 연료 저장탱크(310)에 저장된 금속 연료가 자중에 의해 금속 연료 낙하관(320)을 통과하여 금속 연료 이송관(200)으로 낙하하여 금속 연료 이송관(200)에 공급된다.When the metal fuel drop pipe valve 340 is opened by the metal fuel storage device 300 having the above configuration, the metal fuel stored in the metal fuel storage tank 310 moves through the metal fuel drop pipe 320 by its own weight. It passes through and falls into the metal fuel transfer pipe 200 and is supplied to the metal fuel transfer pipe 200.

여기서, 금속 연료 저장장치(300)는 금속 연료의 자중을 이용하여 금속 연료를 금속 연료 이송관(200)에 의해 공급하는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않고, 펌프 등을 이용하여 금속 연료를 금속 연료 이송관(200)으로 강제로 공급하는 것으로 구현될 수 있다.Here, the metal fuel storage device 300 is illustrated as supplying the metal fuel through the metal fuel transfer pipe 200 using the weight of the metal fuel, but is not limited thereto, and the metal fuel is transferred using a pump or the like. It can be implemented by forcibly supplying the transfer pipe 200 .

이송장치(400)는 금속 연료 이송관(200) 내부 상단과 하단에 배치되는 제1벨트 및 제2 드럼(410,420), 제1 및 제2 드럼(410,420)의 외면을 감싸며 외면에 금속 연료가 안착되는 컨베이어 벨트(440) 및 제1 및 제2 드럼(410,420) 중 적어도 하나를 회전시키는 구동장치(430)를 포함할 수 있다.The transfer device 400 surrounds the outer surfaces of the first belt and the second drums 410 and 420 and the first and second drums 410 and 420 disposed at the top and bottom of the metal fuel transfer pipe 200, and the metal fuel is seated on the outer surfaces. It may include a conveyor belt 440 and a driving device 430 for rotating at least one of the first and second drums 410 and 420.

구동장치(430)는 회전력을 발생시켜 제1 및 제2 드럼(410,420)에 전달하는 모터로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The driving device 430 may be implemented as a motor that generates rotational force and transfers it to the first and second drums 410 and 420, but is not limited thereto.

상기와 같은 구성을 가진 이송장치(400)에 의해, 컨베이어 벨트(440)의 하측에 금속 연료가 안착된 상태에서 구동장치(430)가 회전하면, 금속 연료 이송관(200)의 하부에 위치한 금속 연료는 금속 연료 이송관(200)의 상부로 이송되어 반응기(100)의 반응공간(RS)으로 투입된다.When the drive device 430 rotates in a state where the metal fuel is seated on the lower side of the conveyor belt 440 by the transfer device 400 having the above configuration, the metal located on the lower side of the metal fuel transfer pipe 200 The fuel is transferred to the top of the metal fuel transfer pipe 200 and introduced into the reaction space RS of the reactor 100.

컨베이어 벨트(440)의 외면에는 컨베이어 벨트(440)가 회전하는 경우, 금속 연료가 금속 연료 이송관(200)의 하부로 구르는 것을 방지하기 위해, 금속 연료가 안착되는 안착 홈(441)이 형성될 수 있다. 따라서 컨베이어 벨트(440)에 안착된 금속 연료는 안착 홈(441)에 안착된 상태를 유지하면서 금속 연료 이송관(200)의 하부에서 상부까지 안정적으로 이송된다.On the outer surface of the conveyor belt 440, when the conveyor belt 440 rotates, a seating groove 441 in which the metal fuel is seated is formed to prevent the metal fuel from rolling down the metal fuel transfer pipe 200. can Therefore, the metal fuel seated on the conveyor belt 440 is stably transported from the bottom to the top of the metal fuel transfer pipe 200 while maintaining a seated state in the seating groove 441 .

한편, 반응기(100)에는 반응공간(RS)에서 생성된 수소가 배출되는 수소 배출구(700)가 더 형성될 수 있다.Meanwhile, a hydrogen outlet 700 through which hydrogen generated in the reaction space RS is discharged may be further formed in the reactor 100 .

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치의 작용과 효과를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the action and effect of the metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.3 to 5 are views for explaining the operation of a metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 금속 연료 저장장치(300)의 금속 연료 공급조절밸브(340)가 개방되면, 금속 연료 저장탱크(310)에 저장된 금속 연료(MF)가 자중에 의해 금속 연료 이송관(200)으로 공급되어 이송장치(400)의 컨베이어 벨트(440)에 안착된다.Referring to FIG. 3, when the metal fuel supply control valve 340 of the metal fuel storage device 300 is opened, the metal fuel MF stored in the metal fuel storage tank 310 is transferred to the metal fuel transfer pipe 200 by its own weight. ) and is seated on the conveyor belt 440 of the transfer device 400.

그 다음, 이송장치(400)의 구동장치(430)가 구동하면, 컨베이어 벨트(440)가 회전하여 컨베이어 벨트(440)에 안착된 금속 연료(MF)가 금속 연료 이송관(200)을 통과하여 반응기(100)의 반응공간(RS)으로 공급된다. 이때, 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체에 의해, 금속 연료(MF)에 불순물이 섞이는 것이 방지된다.Then, when the driving device 430 of the conveying device 400 is driven, the conveyor belt 440 rotates and the metal fuel MF seated on the conveyor belt 440 passes through the metal fuel conveying pipe 200 It is supplied to the reaction space (RS) of the reactor (100). At this time, the metal fuel MF is prevented from being mixed with impurities by the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 .

한편, 도 4에 도시되는 바와 같이, 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체의 수위(WL1-1)가 금속 연료 낙하관(320)에 채워진 액체의 수위(WL2-1)보다 낮은 경우, 압력 조절장치(500)가 금속 연료 저장장치(300)에 압력을 제공함으로써, 금속 연료 이송관(200)에 채워진 수위(WL1-0)는 WL1-1로 높아지고, 금속 연료 낙하관(320)에 채워진 액체의 수위(WL2-1)은 WL2-2로 낮아진다. Meanwhile, as shown in FIG. 4 , when the liquid level WL1-1 filled in the metal fuel transfer pipe 200 is lower than the liquid level WL2-1 filled in the metal fuel falling pipe 320, the pressure As the regulator 500 provides pressure to the metal fuel storage device 300, the water level WL1-0 filled in the metal fuel transfer pipe 200 rises to WL1-1, and the metal fuel drop pipe 320 is filled with pressure. The liquid level (WL2-1) is lowered to WL2-2.

또한, 도 5에서 도시되는 바와 같이, 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체의 수위(WL)와 금속 연료 낙하관(320)에 채워진 액체의 수위(WL2)가 동일하고 금속 연료 이송관(200)의 액체의 량이 적은 경우, 액체 보충장치(600)는 금속 연료 이송관(200)에 액체를 보충한다. 따라서 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체의 수위(WL1-1)가 적정한 수위(WL1-2)로 복원됨으로써, 금속 연료 이송관(200)에 채워진 액체에 의해 불순물이 섞이는 것을 방지하는 효과가 극대화된다. 이때, 금속 연료 낙하관(320)에 채워진 수위(WL2-1)도 함께 WL2-2로 높아지게 된다.In addition, as shown in FIG. 5, the level WL of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 and the level WL2 of the liquid filled in the metal fuel drop pipe 320 are the same, and the metal fuel transfer pipe 200 ) When the amount of liquid is small, the liquid replenisher 600 replenishes the liquid to the metal fuel transfer pipe 200. Therefore, the water level (WL1-1) of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200 is restored to an appropriate level (WL1-2), thereby preventing the mixing of impurities by the liquid filled in the metal fuel transfer pipe 200. is maximized At this time, the water level WL2-1 filled in the metal fuel drop pipe 320 also rises to WL2-2.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 연료 수소 발생장치용 금속 연료 공급장치(10)에 의해 수소 발생장치에 불순물이 섞이지 않은 금속 연료가 지속적으로 공급될 수 있게 된다.With the metal fuel supply device 10 for a metal fuel hydrogen generator according to an embodiment of the present invention having the configuration described above, metal fuel that is not mixed with impurities can be continuously supplied to the hydrogen generator.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

10: 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치
100: 반응기
200: 금속 연료 이송관
300: 금속 연료 저장장치
400: 이송장치
500: 압력 조절장치
600: 액체 보충장치
700: 수소 배출구10: Metal fuel supply device for metal fuel hydrogen generator
100: reactor
200: metal fuel transfer pipe
300: metal fuel storage device
400: transfer device
500: pressure regulator
600: liquid replenisher
700: hydrogen outlet

Claims (10)

내부에 수소 발생 화학 반응이 일어나는 반응공간이 마련된 반응기;
상단은 상기 반응기의 상부에 연결되고 하단은 상기 반응기의 일측 하부에 배치되며 내부에 액체가 채워지는 금속 연료 이송관;
상기 금속 연료 이송관의 하단부에 상기 금속 연료 이송관을 통해 상기 반응공간에 공급되는 금속 연료를 공급하는 금속 연료 저장장치; 및
상기 금속 연료 이송관 내부에 설치되어 상기 금속 연료 저장장치가 공급한 상기 금속 연료를 상기 반응공간으로 이송하는 이송장치를 포함하며,
상기 이송장치는,
상기 금속 연료 이송관 내부 상단과 하단에 배치되는 제1 및 제2 벨트 드럼;
상기 제1 및 제2 드럼의 외면을 감싸며 외면에 금속 연료가 안착되는 컨베이어 벨트; 및
상기 제1 및 제2 벨트 드럼 중 적어도 하나를 회전시키는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.A reactor provided with a reaction space in which a chemical reaction for generating hydrogen occurs;
A metal fuel transfer pipe having an upper end connected to an upper portion of the reactor and a lower end disposed below one side of the reactor and filled with a liquid therein;
a metal fuel storage device supplying metal fuel supplied to the reaction space through the metal fuel delivery pipe to a lower end of the metal fuel delivery pipe; and
A transfer device installed inside the metal fuel transfer pipe to transfer the metal fuel supplied by the metal fuel storage device to the reaction space;
The conveying device is
first and second belt drums disposed at upper and lower ends inside the metal fuel transfer pipe;
Conveyor belts surrounding outer surfaces of the first and second drums and having metal fuel seated thereon; and
A metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator, characterized in that it comprises a driving device for rotating at least one of the first and second belt drums. 제1항에 있어서,
상기 금속 연료는 알루미늄이고,
상기 금속 연료 이송관에 채워지는 액체는 물인 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 1,
The metal fuel is aluminum,
The metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator, characterized in that the liquid filled in the metal fuel transfer pipe is water. 제1항에 있어서,
상기 금속 연료 저장장치의 압력을 조절하여 상기 금속 연료 이송관에 채워지는 액체의 수위를 조절하는 압력 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 1,
The metal fuel supply device for the metal fuel hydrogen generator, characterized in that it further comprises a pressure regulator for adjusting the pressure of the metal fuel storage device to adjust the level of the liquid filled in the metal fuel transfer pipe. 제3항에 있어서,
상기 압력 조절장치는,
상기 반응기의 상기 반응공간의 내부 압력을 감지하는 압력센서;
상기 금속 연료 저장장치에 내부 압력을 증가시키는 압력제공장치; 및
상기 압력센서가 감지하는 상기 반응공간의 내부 압력에 따라 상기 압력제공장치를 제어하는 압력 조절장치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 3,
The pressure regulator,
a pressure sensor for sensing an internal pressure of the reaction space of the reactor;
a pressure providing device for increasing internal pressure in the metal fuel storage device; and
A metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator, characterized in that it comprises a pressure regulator control unit for controlling the pressure providing device according to the internal pressure of the reaction space sensed by the pressure sensor. 제4항에 있어서,
상기 압력 조절장치는,
상기 금속 연료 저장장치에 설치되며, 상기 압력 조절장치 제어부에 의해 제어되어 상기 금속 연료 저장장치의 내부 압력을 감압시키 위한 감압밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 4,
The pressure regulator,
A metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator, further comprising a pressure reducing valve installed in the metal fuel storage device and controlled by the pressure regulator control unit to reduce the internal pressure of the metal fuel storage device. . 제1항에 있어서,
상기 금속 연료 이송관에 액체를 보충하는 액체 보충장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 1,
Metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator, characterized in that it further comprises a liquid replenishment device for replenishing liquid in the metal fuel transfer pipe. 제6항에 있어서,
상기 액체 보충장치는,
상기 금속 연료 이송관에 보충되는 액체를 저장하는 액체저장탱크;
상기 액체저장탱크와 상기 금속 연료 이송관을 연결하는 액체 보충관; 및
상기 액체 보충관에 설치되어 상기 액체 보충관을 개폐하여 상기 금속 연료 이송관에 보충되는 액체의 유량을 조절하는 액체 보충관 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 6,
The liquid replenishment device,
a liquid storage tank for storing liquid replenished in the metal fuel transfer pipe;
a liquid replenishment pipe connecting the liquid storage tank and the metal fuel transfer pipe; and
A metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator, characterized in that it comprises a liquid replenishment pipe valve installed in the liquid replenishment pipe to open and close the liquid replenishment pipe to adjust the flow rate of the liquid replenished to the metal fuel transfer pipe. 제1항에 있어서,
상기 금속 연료 저장장치는,
금속 연료를 저장하고 상기 금속 연료 이송관의 상측에 배치되는 금속 연료 저장탱크;
상기 금속 연료 저장탱크의 하부와 상기 금속 연료 이송관의 하부를 연결하며 상기 금속 연료 저장탱크에 저장된 금속 연료가 상기 금속 연료 이송관으로 낙하하는 통로를 제공하는 금속 연료 낙하관; 및
상기 금속 연료 낙하관에 설치되어 상기 금속 연료 낙하관을 개폐하여 상기 금속 연료 이송관으로 공급되는 금속 연료의 량을 조절하는 금속 연료 낙하관 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 1,
The metal fuel storage device,
a metal fuel storage tank that stores metal fuel and is disposed above the metal fuel transfer pipe;
a metal fuel drop pipe connecting a lower portion of the metal fuel storage tank and a lower portion of the metal fuel transfer pipe and providing a passage through which the metal fuel stored in the metal fuel storage tank falls into the metal fuel transfer pipe; and
A metal fuel hydrogen generator comprising a metal fuel drop pipe valve installed on the metal fuel drop pipe to open and close the metal fuel drop pipe to adjust the amount of metal fuel supplied to the metal fuel transfer pipe. fuel supply. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 컨베이어 벨트의 외면에는 금속 연료가 안착되는 금속 연료 안착 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 금속 연료 수소발생장치용 금속 연료 공급장치.According to claim 1,
A metal fuel supply device for a metal fuel hydrogen generator, characterized in that the outer surface of the conveyor belt is formed with a metal fuel seating groove in which metal fuel is seated.
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