KR19990020447A

KR19990020447A - 수소자동차의 연료장치에 있어서 가압 수소 제어장치

Info

Publication number: KR19990020447A
Application number: KR1019970043907A
Authority: KR
Inventors: 이석재
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-03-25

Abstract

보조 탱크를 메인 탱크에 연결하여 메인 탱크의 고압력이나 릴리프 밸브의 고장으로 인해 유출되는 가스를 보조 탱크에 일시 저장하여 메인 탱크의 연료를 모두 소모하거나 압력이 낮아졌을 경우 보조 탱크에서 연료를 엔진으로 공급하기 위한 것으로, 배기가스와 엔진 냉각수로 가열되어 일정압력에 도달하면 엔진으로 수소가스를 공급하는 수소가스 저장수단과, 상기 수소가스 저장수단에 보조적으로 연결되어 수소가스 저장수단에서 누출되는 수소가스를 일시적으로 보관하는 보조 저장 수단과, 일정한 압력에 의해 개폐되어 기체의 흐름을 제어하는 적어도 하나이상의 밸브수단으로 이루어져 메탈 하이브리드 탱크에서 방출되는 수소가스를 보조 탱크에 일시 저장하여 메탈 하이브리드 탱크가 연료를 완전히 소모하거나 내부의 압력이 필요한 압력보다 낮아지는 경우 보조 탱크에 의해 수소가스를 엔진으로 공급함으로써 불필요한 연료의 낭비를 방지하는 경제성을 제공한다.

Description

수소자동차의 연료장치에 있어서 가압 수소 제어장치

본 발명은 수소자동차의 연료저장장치에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 보조 탱크를 메인 탱크에 연결하여 메인 탱크의 고압력이나 릴리프 밸브의 고장으로 인해 유출되는 가스를 보조 탱크에 일시 저장하여 메인 탱크의 연료를 모두 소모하거나 압력이 낮아졌을 경우 보조 탱크에서 연료를 엔진으로 공급하는 수소자동차의 연료장치에 있어서 가압수소 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 수소 자동차의 연료장치는 메탈 하이브리드 탱크에 수소가스를 저장하여 엔진 냉각수 또는 배기가스에 의해 가열되어 정상온도에 이르게 되면 수소가 엔진쪽으로 공급되는 것으로, 종래의 수소 자동차의 연료장치에 있어서 가압수소제어장치에 대해 도2와 같이 설명하면 다음과 같다.

연료를 메탈 하이브리드 탱크(3)에 저장하기 위해 수소주입구를 통해 수소를 주입하면 체크밸브(1)와 제1차단 밸브(2)가 개방되어 메탈 하이브리드 탱크(3)에 연료가 저장된다.

이때, 메탈 하이브리드 탱크(3)가 엔진 냉각수 또는 배기가스로 가열되어 정상온도, 즉 약 50-60도씨에 이르게 되면 탱크 내부의 압력이 상승하게 되며, 이때 약 30기압으로 압력이 상승하여 엔진으로 연료를 공급하는 제2차단밸브(4)가 개방되어 연료가 엔진으로 공급된다.

이때, 상기 하이브리드 탱크(3)가 상기의 정상온도보다 높은 온도로 가열되어 압력이 약 50기압에 이르면 상기 메탈 하이브리드 탱크(3)의 폭발 위험을 없애기 위해 릴리프 밸브(5)를 개방하여 수소가스를 외부로 방출시킨다.

상기에서 서술한 바와 같이 하이브리드 탱크의 연료를 릴리프 밸브를 통해 외부로 방출하므로 정상적인 운전하에서 메탈 하이브리드 탱크의 온도제어의 반응시간이 늦어 온도가 일시적으로 상승하거나 릴리브 밸브의 손상으로 낮은 압력에서도 수소가 방출되는 경우 불필요한 연료가 방출된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 메탈 하이브리드 탱크에서 방출되는 수소가스를 보조 탱크에 일시 저장하여 메탈 하이브리드 탱크가 연료를 완전히 소모하거나 내부의 압력이 필요한 압력보다 낮아지는 경우 보조 탱크에 의해 수소가스를 엔진으로 공급함으로써 불필요한 연료의 낭비를 방지하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 주입된 수소가스를 액상으로 저장하며, 배기가스와 엔진 냉각수로 가열되어 일정압력에 도달하면 엔진으로 수소가스를 공급하는 수소가스 저장수단과;

상기 수소가스 저장수단에 보조적으로 연결되어 수소가스 저장수단에서 누출되는 수소가스를 일시적으로 보관하는 보조 저장수단과;

일정한 압력에 의해 개폐되어 기체의 흐름을 제어하는 적어도 하나이상의 밸브수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 수소자동차의 연료장치에 있어서 가압 수소 제어장치를 보이는 구성 블록도이다.

도2는 종래의 가압 수소 제어장치를 보이는 구성 블록도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 메탈 하이브리드 탱크

20 : 보조 탱크

30 : 제1릴리프 밸브

40 : 제2릴리프 밸브

50 : 제1체크 밸브

60 : 제2체크 밸브

70 : 제1차단 밸브

80 : 제2차단 밸브

이하. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 자동차의 연료공급장치에 있어서 가압수소제어장치는 메탈 하이브리드 탱크(10)와, 보조 탱크(20)와, 제1릴리프 밸브(30)와, 제2릴리프 밸브(40)와, 제1체크 밸브와(50)와, 제2체크 밸브(60)와, 제1차단 밸브(70), 제2차단 밸브(80)로 이루어지는데 메탈 하이브리드 탱크(10)는 수소 주입구에서 주입되는 고압의 수소가스를 액상으로 저장하는 것으로 배기가스와 엔진 냉각수로 가열되어 일정압력에 도달하면 엔진으로 수소가스를 공급한다.

보조 탱크(20)는 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)에 보조적으로 연결되어 메탈 하이브리드 탱크(10)에서 누출되는 수소가스를 일시적으로 보관한다.

제1릴리프 밸브(30)는 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)와 보조 탱크(20) 사이에 연결되어 메탈 하이브리드 탱크(10)에서 누출되는 수소가스의 압력에 의해 개방되어 수소가스를 보조탱크(20)로 공급한다.

제2릴리프 밸브(40)는 상기 보조 탱크(20)에 연결되어 보조 탱크(20) 내부의 압력이 일정압력 보다 높을 경우 개방되어 수소가스를 외부로 방출시킨다.

제1체크 밸브(50)는 단 방향성 밸브로서 수소 주입구에서 주입되는 수소가스에 의해 개방된다.

제2체크 밸브(60)는 상기 보조 탱크(20)와 엔진사이에 설치되어 상기 메탈 하이브리드 탱크에 저장되어 있는 수소가스가 모두 소모되거나 수소가스를 엔진으로 공급하는 공급관의 압력이 낮을 경우 개방되어 상기 보조 탱크(20)에 저장되어 있는 수소가스를 엔진에 공급한다.

제1차단 밸브(70)는 상기 제1체크 밸브(50)의 개방으로 유입되는 수소가스에 의해 개방되어 수소가스를 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)에 공급하고 수소 주입구 방향으로는 폐쇄되어 누출되는 수소를 차단한다.

제2차단 밸브(80)는 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)와 엔진사이에 설치되어 메탈 하이브리드 탱크(10)에서 방출되는 수소가스에 의해 개방되어 수소가스를 엔진에 공급한다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 수소 자동차의 연료공급장치에 있어서 가압제어장치의 동작을 도1과 함께 설명하면 다음과 같다.

수소 자동차의 연료를 수소 주입구를 통해 주입하면 제1체크 밸브(50)와 차단밸브(70)가 개방되어 수소가스가 메탈 하이브리드 탱크(10)에 저장된다.

이때, 수소 가스가 저장되어 있는 메탈 하이브리드 탱크(10)가 엔진 냉각수와 배기가스에 의해 정상온도 예를 들면 약 50-60℃로 가열되면 약 30기압으로 압력이 상승하여 저장되어 있던 수소가스를 엔진방향으로 방출한다.

상기에서 수소가스가 엔진방향으로 방출되면 제2차단 밸브(80)는 수소가스의 압력에 의해 개방되어 수소가스를 엔진에 공급한다.

그러나, 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)가 엔진 냉각수 또는 배기가스에 의해 계속 가열되거나 화재등으로 인하여 주위온도가 상승하는 경우 내부의 압력 또한 상승하게 된다.

상기에서 상승되는 압력이 약 50기압에 이르게 되면 메탈 하이브리드 탱크(10)가 폭발할 위험이 있으므로 제1릴리프 밸브(30)가 수소가스의 압력에 의해 개방되어 보조 탱크(20)로 수소가 유입되게 된다.

또한, 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)에서 누출되는 가스를 막고있는 상기 제1릴리프 밸브(30)가 파손되거나 고장이 발생한 경우 누출가스 외부로 방출되어 보조 탱크(20)로 수소가스가 유입되게 된다.

이때, 상기 보조 탱크(20)에 유입된 수소가스는 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)에 저장되어 있는 수소가스가 완전히 소모되거나 냉시동시 수소가스를 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)에서 엔진으로 공급되는 공급관의 압력이 보조 용기(20)의 압력보다 낮을 경우 제2체크밸브(70)가 개방되어 엔진에 공급된다.

또한, 상기 보조 탱크(20)에 유입된 수소가스는 상기 메탈 하이브리드 탱크(10)의 급격한 온도 상승으로 인해 대량의 수소가스가 방출되는 경우 보조 탱크(20)의 압력 또한 상승하게 되어 고압의 수소가스에 의해 폭발할 위험이 있으므로 제2릴리프 밸브(30)가 수소가스의 압력에 의해 개방되어 외부로 수소가스를 방출한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 메탈 하이브리드 탱크에서 방출되는 수소가스를 보조 탱크에 일시 저장하여 메탈 하이브리드 탱크가 연료를 완전히 소모하거나 내부의 압력이 필요한 압력보다 낮아지는 경우 보조 탱크에 의해 수소가스를 엔진으로 공급함으로써 불필요한 연료의 낭비를 방지하는 경제성을 제공한다.

Claims

가압수소제어장치에 있어서, 주입된 수소가스를 액상으로 저장하며, 배기가스와 엔진 냉각수로 가열되어 일정압력에 도달하면 엔진으로 수소가스를 공급하는 수소가스 저장수단과;

상기 수소가스 저장수단에 보조적으로 연결되어 수소가스 저장수단에서 누출되는 수소가스를 일시적으로 보관하는 보조 저장수단과;

일정한 압력에 의해 개폐되어 기체의 흐름을 제어하는 적어도 하나이상의 밸브수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소자동차의 연료공급장치에 있어서 가압제어장치.
청구항1에 있어서, 상기 밸브수단은 수소가스 저장수단과 보조 저장수단 사이에 설치되며, 수소가스 저장수단 내부의 고온/고압으로 인해 누출되는 수소가스의 압력에 의해 개방되어 수소가스를 보조탱크로 공급하는 제1릴리프 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소자동차의 연료공급장치에 있어서 가압제어장치.
청구항1에 있어서, 상기 밸브수단은 보조 저장수단 내부의 압력이 일정압력 보다 높을 경우 개방되어 수소가스를 외부로 방출시키는 제2릴리프 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소자동차의 연료공급장치에 있어서 가압제어장치.
청구항1에 있어서, 상기 밸브수단은 상기 보조 저장수단과 엔진사이에 설치되어 상기 수소가스 저장수단에 저장되어 있는 수소가스가 완전히 소모되는 경우 개방되어 보조 저장수단에 저장되어 있는 수소가스를 엔진에 공급하는 제2체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소자동차의 연료공급자치에 있어서 가압제어장치.
청구항4에 있어서, 상기 제2체크 밸브는 냉시동시 수소가스를 상기 수소가스 저장수단에서 엔진으로 공급하는 공급관의 압력이 보조 저장수단의 압력보다 낮을 경우 개방되어 수소가스를 엔진에 공급하는 것을 포함하는 수소자동차의 연료공급자치에 있어서 가압제어장치.