KR19990037741A - 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 메탈 하이드리드 탱크를 수소 저장 용기로 사용할 경우 메탈 하이드리드가 방출하는 수소의 압력이 온도에 따라 다르므로 냉시동시에는 메탈 하이드리드 합금의 수소 방출 압력이 낮아져 시동이 곤란하게 되는 문제점이 있기 때문에, 메탈 하이드리드 합금(51)이 저장되는 탱크(50)에 동일 온도 내에서 높은 평형 압력을 유지하는 냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)이 구비되고, 냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)이 방출하는 수소를 연료관(52)으로 전달하는 가지관(57)과, 가지관(57)과 메탈 하이드리드 합금(51) 사이에 설치된 제1솔레노이드 밸브(53)와, 가지관(57)에 설치된 제2솔레노이드 밸브(58)와, 연료관(52)의 수소 압력을 감지하는 제1압력 센서(54)와, 메탈 하이드리드 합금(51)에서 방출되는 수소 압력을 감지하는 제2압력 센서(55)와, 두 압력 센서(54,55)의 압력을 비교하여 솔레노이드 밸브(53,58)를 제어하는 ECU(60)로 구성됨으로써, 냉시동시에 냉시동용 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 고압의 수소를 엔진으로 공급하여 엔진의 시동성을 향상시킬 수 있는 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

메탈 하이드리드 탱크 제어 구조 및 그 방법
본 발명은 수소를 연료로 사용하는 수소 엔진에 관한 것으로서, 특히 수소를 안전하게 저장하고 엔진으로 공급되는 수소의 압력을 일정하게 유지하기 위한 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조에 관한 것이다.
일반적인 자동차는 가솔린이나 경유를 연료로 사용한다. 이들은 모두 원유를 정제해서 얻는 것으로서 유한한 에너지라 할 수 있다. 또한, 가솔린이나 경유를 사용할 경우 자동차의 배기 가스에는 유해 성분이 많이 포함된다.
따라서, 에너지의 고갈에 대비하고 청정 연료인 수소를 연료로 사용하는 자동차가 등장하게 되었다. 그러나, 수소는 비등점이 매우 낮기 때문에 자동차의 내부에 저장하는 문제에 부딪치게 되었다. 즉, 수소를 액화시켜 용기에 저장할 경우 차량에 충격이 발생되어 용기가 파손되면 수소의 급팽창으로 인해 폭발의 위험이 있다.
이 문제를 해결한 것이 금속의 수소화물인 메탈 하이드리드(METAL HYDRIDE)로서, 이들은 수소를 함유한 상태로 있다가 일정한 조건에서 적정의 압력으로 균일하게 수소를 분리하여 방출하는 기능을 갖고 있다. 따라서, 이들 메탈 하이드리드를 복수개 저장한 탱크를 사용하면 적정한 압력으로 수소를 엔진으로 공급하고, 동시에 안전을 도모할 수 있게 된다.
그러나, 상기한 종래의 메탈 하이드리드 탱크를 수소 저장 용기로 사용할 경우 메탈 하이드리드가 방출하는 수소의 압력이 온도에 따라 다르므로 냉시동시에는 메탈 하이드리드 합금의 수소 방출 압력이 낮아져 시동이 곤란하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고압의 수소를 방출하는 냉시동용 메탈 하이드리드 합금을 별도로 구비하여 냉시동시 이를 이용하여 시동이 이루어지도록 함으로써, 냉시동시의 시동성을 향상시킬 수 있는 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조가 개략적으로 도시된 구성도이고,
도 2는 본 발명에 의한 메탈 하이드리드 탱크 제어 방법에 따라 메탈 하이드리드 탱크를 제어하는 흐름이 도시된 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
50 : 탱크 51 : 메탈 하이드리드 합금
52 : 연료관 53 : 제 1 솔레노이드 밸브
54 : 제 1 압력 센서 55 : 제 2 압력 센서
56 : 냉시동용 메탈 하이드리드 합금 57 : 가지관
58 : 제 2 솔레노이드 밸브 60 : ECU
본 발명의 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조는 금속의 수소화물인 메탈 하이드리드 합금이 저장된 메탈 하이드리드 탱크 구조에 있어서, 메탈 하이드리드 합금이 저장되는 탱크에 동일 온도 내에서 높은 평형 압력을 유지하는 냉시동용 메탈 하이드리드 합금이 구비되고, 연료관에 형성되어 냉시동용 메탈 하이드리드 합금이 방출하는 수소를 연료관으로 전달하는 가지관과, 가지관과 메탈 하이드리드 합금 사이에 설치된 제 1 솔레노이드 밸브와, 가지관에 설치된 제 2 솔레노이드 밸브와, 연료관에 설치되어 수소 압력을 감지하는 제 1 압력 센서와, 제 1 솔레노이드 밸브와 메탈 하이드리드 합금 사이에 설치되어 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소 압력을 감지하는 제 2 압력 센서와, 제 1 압력 센서와 제 2 압력 센서의 압력을 비교하여 제 1 솔레노이드 밸브 및 제 2 솔레노이드 밸브를 제어하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 한다.
메탈 하이드리드 탱크 제어 방법은 냉시동 여부를 확인하는 제1단계와; 냉시동이 아닐 경우 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소를 엔진으로 공급하고, 냉시동일 경우에는 고압의 냉시동용 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소를 엔진으로 공급하는 제2단계와; 엔진으로 공급되는 수소의 압력과 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소의 압력이 동일해질 경우 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소를 엔진으로 공급함과 동시에 냉시동용 메탈 하이드리드 합금에 저장시키는 제3단계로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 정상적인 주행에 적합한 평형 압력을 유지하는 메탈 하이드리드 합금(51)과, 복수개의 메탈 하이드리드 합금(51)이 저장되는 탱크(50)에 동일 온도 내에서 높은 평형 압력을 유지하는 냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)이 구비되고, 연료관(52)에 형성되어 냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)이 방출하는 수소를 연료관(52)으로 전달하는 가지관(57)과, 가지관(57)과 메탈 하이드리드 합금(51) 사이에 설치된 제 1 솔레노이드 밸브(53)와, 가지관(57)에 설치된 제 2 솔레노이드 밸브(58)와, 연료관(52)에 설치되어 수소 압력을 감지하는 제 1 압력 센서(54)와, 제 1 솔레노이드 밸브(53)와 메탈 하이드리드 합금(51) 사이에 설치되어 메탈 하이드리드 합금(51)에서 방출되는 수소 압력을 감지하는 제 2 압력 센서(55)와, 제 1 압력 센서(54)와 제 2 압력 센서(55)의 압력을 비교하여 제 1 솔레노이드 밸브(53) 및 제 2 솔레노이드 밸브(58)를 제어하는 ECU(60)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 제어된다.
먼저, 엔진이 냉시동 상태인지를 확인하여 냉시동 상태가 아닐 경우에는 제 1 솔레노이드 밸브(53)를 오픈시켜 메탈 하이드리드 합금(51)에서 방출되는 수소가 엔진으로 공급되도록 하고 제어를 종료한다. 이때, 냉시동 상태라면 ECU(60)가 제 2 솔레노이드 밸브(58)를 오픈시키게 되고, 냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)의 수소가 방출되어 가지관(57)을 통해 연료관(52)으로 공급된다.
냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)의 수소가 거의 방출되면 수소 압력이 하강되므로, 제 1 압력 센서(54)의 수소 압력이 제 2 압력 센서(55)의 수소 압력에 비해 낮아지게 된다. 따라서, ECU(60)는 제 1 솔레노이드 밸브(53)를 오픈시키게 되고, 메탈 하이드리드 합금(51)에서 방출되는 수소가 연료관(52)을 통해 엔진으로 공급된다. 또한, 메탈 하이드리드 합금(51)에서 방출되는 수소의 일부가 가지관(57)을 통해 냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)으로 공급되어 일정 수준으로 저장된다. 이는 메탈 하이드리드가 가지는 특성중의 하나이다.
물론, 엔진이 정지되면 ECU(60)는 제 1 솔레노이드 밸브(53)와 제 2 솔레노이드 밸브(58)를 모두 클로즈하여 메탈 하이드리드 합금(51) 및 냉시동용 메탈 하이드리드 합금(56)에 포함된 수소가 더 이상 방출되지 않도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조 및 그 방법은 냉시동시에 냉시동용 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 고압의 수소를 엔진으로 공급하여 엔진의 시동성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 금속의 수소화물인 메탈 하이드리드 합금이 저장된 메탈 하이드리드 탱크 구조에 있어서,
    메탈 하이드리드 합금이 저장되는 탱크에 동일 온도 내에서 높은 평형 압력을 유지하는 냉시동용 메탈 하이드리드 합금이 구비되고, 연료관에 형성되어 냉시동용 메탈 하이드리드 합금이 방출하는 수소를 연료관으로 전달하는 가지관과, 가지관과 메탈 하이드리드 합금 사이에 설치된 제 1 솔레노이드 밸브와, 가지관에 설치된 제 2 솔레노이드 밸브와, 연료관에 설치되어 수소 압력을 감지하는 제 1 압력 센서와, 제 1 솔레노이드와 메탈 하이드리드 합금 사이에 설치되어 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소 압력을 감지하는 제 2 압력 센서와, 제 1 압력 센서와 제 2 압력 센서의 압력을 비교하여 제 1 솔레노이드 밸브 및 제 2 솔레노이드 밸브를 제어하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 하는 메탈 하이드리드 탱크 제어 구조.
  2. 냉시동 여부를 확인하는 제1단계와; 냉시동이 아닐 경우 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소를 엔진으로 공급하고, 냉시동일 경우에는 고압의 냉시동용 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소를 엔진으로 공급하는 제2단계와; 엔진으로 공급되는 수소의 압력과 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소의 압력이 동일해질 경우 메탈 하이드리드 합금에서 방출되는 수소를 엔진으로 공급함과 동시에 냉시동용 메탈 하이드리드 합금에 저장시키는 제3단계로 구성된 것을 특징으로 하는 메탈 하이드리드 탱크 제어 방법
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