KR20070117647A

KR20070117647A - 취급작업시설 및 환기장치

Info

Publication number: KR20070117647A
Application number: KR1020077022772A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 스가타
Original assignee: 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-12-12
Also published as: DE112006000903T5; JPWO2006112489A1; CN101160680A; WO2006112489A1; US20090203306A1

Abstract

본 발명에 따른 배치시설, 주차시설, 취급작업시설 및 환기장치가 제공된다. 배치시설로서 차량정비시설(10)은 배치공간으로서 차량정비부스(20) 및 강제적인 공기공급배출기구를 포함하여 이루어진다. 상기 차량정비부스는 그 주위의 격벽으로서 측벽(24) 및 천장벽(26)으로 둘러싸여진다. 에너지전환장치로서 연료 전지가 탑재된 정비차량(110)은 일시적으로 차량정비부스에 배치된다. 또한, 상기 공기공급배출기구는 차량정비부스에 공기를 공급하는 흡기장치(30) 및 정비 시에 차량으로부터 누설되는 수소가스를 희석시키기 위해 상기 차량정비부스로부터의 공기를 배출시키는 공기배출장치(40)를 포함하여 이루어진다.

Description

배치시설, 주차장시설, 취급작업시설 및 환기장치{ARRANGING FACILITY, PARKING FACILITY, HANDLING FACILITY, AND VENTILATION DEVICE}

본 발명은 가연성가스를 이용하는 에너지전환장치 또는 상기 에너지전환장치가 탑재된 장치를 일시적으로 배치하기 위한 시설, 예컨대 상기 장치의 취급 작업을 행하기 위한 시설에 관한 것이다.

연료전지전기자동차를 포함하여 연료전지를 활용하는 장치들이 활발히 개발되고 있다. 일반적으로 수소와 같은 강력한 가연성가스가 연료가스로서 연료전지에 사용되기 때문에, 연료전지를 이용하는 장치의 실험, 생산, 정비 또는 점검을 수행할 때에는, 상기 장치로부터의 가스의 누설에 주의를 기울여야 한다.

일본특허공개공보 제10-310033호에는 일반적인 자동차가 벽들로 에워싸인 점검룸에서 점검을 행하기 위한 점검시설에 대한 기술이 개시되어 있다. 하지만, 상기 문헌에는 가스 누설을 방지하는 조치들에 관한 기술이 전혀 언급되어 있지 않다.

일본특허공개공보 제5-180478호에는 흡기구를 (버스 터미널 또는 트럭 터미널과 같은) 차량용 폐쇄된 터미널 또는 (지하주차장과 같은) 폐쇄된 주차 차고의 천장에 그리고 공기배출구를 바닥면에 제공하여 배기가스의 수집 효율을 증대시키 는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본특허공개공보 제2005-98616호에는 실내주차장 내의 환기를 효율적으로 제공하기 위하여, 공기 흐름이 함께 합류되도록 상호 공기 송풍 방향들이 설정되고, 두 교차유동팬이 수직방향으로 나란히 배치되는 구성예가 개시되어 있다. 하지만, 이들 문헌의 기술들은 배기가스용으로만 의도되고, 연료전지전기자동차로부터의 가스 누설은 가정하지 않고 있다.

일본특허공개공보 제2005-353346호에는, 차량들의 수소 농도 또는 수소 감소량 및 시설의 용적과 환기능력으로부터, 연료전지전기자동차가 주차되거나 정지되는 지하주차장과 같은 폐쇄된 시설에서의 수소 농도를 판정하여 환기를 제공하기 위한 기술이 개시되어 있다. 하지만, 이 문헌은 단순히 천장에 팬을 제공하기 위한 구성예만을 환기장치로 기술하고 있다.

예를 들어, 연료전지전기자동차는 예컨대 연료가스용 배관을 포함하는 여러 구성요소들을 포함하여 이루어지고, 복잡한 구조를 가진다. 특히, 점검/정비 작업의 과정의 구성요소들간의 조인트로부터의 가스 누설을 방지하는 것이 어렵기 때문에, 작업자들은 최고의 주의력을 가지고 점검/정비 작업을 행하게 된다.

하지만, 연료전지전기자동차가 가까운 미래에 광범위하게 사용되게 되면, 그 차량 정비 작업은 현재 가솔린-엔진 차량에서와 동일한 방식으로 행해질 것이다. 따라서, 작업자가 통상적인 정비 작업을 행하는 경우에도, 안전성을 충분히 보장할 수 있는 가스 누설 방지용 조치들이 취해지는 점검/정비 시설을 마련하는 것이 바람직하다. 특히, 가스가 수소가스와 같이 무색이면서 무취여서, 작업자 자신이 가스 누설을 검출할 수 없는 경우에, 가스 누설 방지용 기술을 도입할 필요성이 커지 게 된다. 더욱이, 도입 비용의 관점에서 보면, 종래의 점검/정비 시설을 개발적으로 확장하여 상기 점검/정비 시설을 실현할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 연료전지전기자동차가 거주지 차고, 지하주차장 또는 다층주차장 등에 주차되거나 보관되는 폐쇄-공간 시설의 점검/정비 시설에 도입될 가스 누설을 방지하기 위한 기술을 수립하는 것도 효과적이다. 이는 상기 시설에서도 간단한 정비 작업이 행해져, 그곳에서 가스 누설이 발생할 수도 있기 때문이다.

이러한 점들은 연료전지전기자동차 뿐만 아니라, 연료전지 자체 및 연료전지가 탑재된 여타의 장치들에 의해서도 직면하게 되는 과제들이다. 유사한 조치들이 가연성 가스를 이용하는 내연기관을 구비한 자동차와 같은 가연성 가스(예컨대, 수소, 프로판가스 또는 천연가스)를 이용하는 동력기구를 포함하는 장치들에 대해서도 요구된다.

본 발명의 목적은 에너지전환장치 또는 상기 에너지전환장치가 탑재된 장치가 일시적으로 배치되는 시설에 대한 가스 누설을 방지하기 위한 기술을 도입하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 에너지전환장치 또는 상기 에너지전환장치가 탑재된 장치가 일시적으로 배치되는 시설 및 실험, 생산, 점검 및 정비 중 하나 이상을 겪게 되는 장치에 대한 가스 누설을 방지하기 위한 기능에 관한 기술을 도입하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 종래의 가솔린-엔진 차량용 점검/정비 시설이 가연성 가스를 이용하는 차량용 점검/정비 시설로 수정되는 간단한 모드를 수립하는 것이다.

본 발명에 따른 배치시설은, 주위가 격벽으로 둘러싸이고, 연료로서 가연성가스를 이용하는 에너지전환장치 또는 상기 에너지전환장치가 탑재된 장치가 일시적으로 배치가능하게 설치되는 배치공간, 및 상기 배치공간에 희석가스를 공급하고, 상기 배치공간으로부터 가연성가스를 배출시켜, 상기 에너지전환장치에서 상기 배치공간 내로 누설되는 가연성가스를 희석시키는 강제적인 가스공급배출기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가연성가스는 실온 및 대기압에서 기체로 존재하는 가스로서, 산소와 결합하여 연소되기 쉽고, 보다 구체적으로는 수소, 메탄, 프로판, 천연가스 등을 말한다. 상기 에너지전환장치는 이러한 가연성가스의 화학반응을 허용하여 전기에너지를 추출하는 연료전지(연료전지 및 연료전지유닛/조립스택에 가연성가스를 제공하기 위한 리포머를 포함함), 또는 상기 연료전지나 내연기관에 사용되는 연료가스의 관, 밸브기구 등 뿐만 아니라, 수소연료엔진 또는 CNG(compressed natural gas) 엔진과 같이 가연성가스가 연소를 겪게 하여 운동에너지를 추출하는 내연기관을 포함한다. 에너지전환장치가 탑재된 장치들은, 플로어형 장치들 이외에도, 자동차, 선박, 항공기, 이동로봇 및 이동전자기기와 같은 이동장치를 포함하는 것으로 가정한다.

일시적으로 배치하는 것이란 영구적으로 배치하는 대신, 예컨대 시간, 일, 주 또는 월과 같이 제한된 주기 동안 배치하는 것을 의미한다. 하지만, 유한한 주기를 한정할 필요는 없다. 배치시설에 있어서는, 에너지전환장치 또는 그 탑재장치가 배치공간에 배치된 다음, 상기 배치공간으로부터 제거되는 공정이 반복해서 수행될 것이다.

본 발명에 따른 주차시설은, 에너지전환장치로서의 역할을 하는 연료전지가 탑재된 연료전지전기자동차가 일시적으로 보관되거나 주차되도록, 상기 배치시설의 배치공간으로부터 변환되는 공간이다. 주차시설의 예로는 한 대 또는 두 대 내지 세 대의 연료전지전기자동차가 주차될 수 있는 거주지 차고와, 수많은 연료전지전기자동차(예컨대, 10대 이상의 차량 또는 대규모 주차장용인 100대 이상의 차량)를 수용할 수 있는 지하주차장 또는 다층주차장을 들 수 있다.

본 발명에 따른 취급작업시설은, 에너지전환장치 또는 상기 에너지전환장치가 탑재된 장치의 취급 작업을 가능하게 하는 배치시설의 배치공간으로부터 변환되는 작업부스이다. 부가적으로, 구성요소들과 수정 모드들은 취급작업시설에 대해 후술할 예정이지만, 이러한 설명은 배치시설 및 주차시설에도 거의 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

장치의 취급 작업은 상기 장치를 포함하는 실험을 행하거나, 또는 상기 장치를 제조, 점검 또는 정비하는 등의 작업을 말한다. 상기 부스는 격벽들에 의해 환경으로부터 분리되는 공간을 말하는 용어로 사용된다. 그러므로, 작업 부스는 취급 작업을 행하기 위해 격벽들에 의해 외부 공간으로부터 분리되는 작업 공간, 다시 말해 취급 작업용 작업실을 말한다. 격벽들은 외부공간으로부터 작업부스 내부의 작업공간을 분리하기 위한 경계부를 구성한다. 격벽들은 또한 수직방향으로 또는 비스듬하게 배치되는 측면들과, 비스듬하게 또는 수평방향으로 배치된 천장면 및 바닥면을 포함한다. 격벽들이 반드시 작업공간을 밀폐하듯이 밀봉할 필요는 없으며, 에너지전환장치를 넣고 뺄 수 있는 포트와 같은 개구 또는 자연 환기를 실현하기 위한 환기 개구를 구비할 수도 있다.

상기 가스공급배출기구는, 팬에 의한 또는 가스실린더에 저장된 압축가스를 해제하는 것에 의한, 동력을 이용하여 작업부스 내부에 환기를 강제로 제공하기 위한 기구이다. 강제적으로 수행되는 공정은 공급만이거나, 배출만일 수도 있고 또는 공급과 배출 양자 모두일 수도 있다. 희석가스로는 예컨대 질소 및 헬륨과 같은 비가연성가스/불활성가스 또는 공기가 사용될 수도 있다.

상기 구성에 따르면, 에너지전환장치로부터 작업부스로 누설되는 가연성가스를 신속하게 희석시켜, 상기 작업부스로부터 가스를 배출시키는 취급작업시설(점검/정비시설, 제조시설 또는 연구시설 등)이 실현될 수 있다. 그러므로, 가스 누설이 발생하는 경우에도 작업부스의 안전성이 충분히 보장될 수 있다. 또한, 이러한 기술은, 단순한 도입의 장점을 저비용으로 제공한다면, 가스공급배출기구를 도입시켜 상기 특허문헌 1에 도시된 시설에 구현될 수도 있다.

본 발명의 취급작업시설의 일 실시형태에 있어서, 상기 가연성가스는 상기 희석가스보다 가벼운 기체이고, 상기 가스공급배출기구는 상기 작업부스 하부(예컨대, 에너지전환장치의 배치위치 하부)로부터 상기 희석가스를 공급하고, 상기 가스는 상기 작업부스 상부로부터 배출된다. 이 경우, 상기 희석가스 내의 가연성가스는 밀도차에 기인하는 대류로 인하여 상승한다. 그러므로, 이러한 자연 대류의 유동을 바꾸지 않는 것이 바람직하다는 것을 고려하여, 희석가스의 유동이 상향 하부로부터 설정된다. 상기 작업부스 상부로부터의 배출은 통상적으로 격벽들의 천장면으로부터의 배출을 말한다. 에너지전환장치의 배치위치 하부로부터의 공급은 예컨대 바닥면으로부터의 공급에 의하여 구현된다. 이러한 구성에 있어서, 희석가스가 정상 작업 과정 중에 작업부스를 채우는 가스(보통은 공기)와 상이하다면, 상기 가연성가스는 가연성가스를 신속하게 배출하기 위하여 작업부스를 채우는 가스보다 가벼운 것이 특히 바람직하다. 만일 희석가스(및 정상 작업 시 작업부스를 채우는 가스)가 가연성가스보다 가볍다면, 상기 가스공급배출기구는 에너지전환장치의 배치위치 상부로부터 희석가스를 공급하도록 설정될 수도 있고, 상기 가스는 상기 작업부스 하부로부터(예컨대, 바닥면으로부터) 배출된다.

본 발명의 취급작업시설의 또다른 실시형태에 있어서는, 작업부스 안으로 누설되는 가연성가스를 검출하기 위한 가연성가스센서, 및 상기 가연성가스센서의 검출 결과에 따라 상기 가스공급배출기구의 공급이나 배출을 제어하기 위한 제어장치가 제공된다. 상기 가연성가스센서는 여하한의 가연성가스가 존재하는 지의 여부 뿐만 아니라 그 농도를 검출하기 위한 센서이다. 상기 가연성가스센서는 가연성가스가 유동하기 쉬운 일 측면 상에 그리고 가스가 응축(축적)되기 쉬운 영역 부근에 설치되는 것이 좋다. 예컨대, 가연성가스가 주변 가스보다 가볍고, 상기 가스공급배출기구에 의해 공급되는 희석가스가 유동하지 않거나 천천히 유동한다면, 상기 가연성가스센서는 작업부스의 상부에 제공될 수도 있다(작업부스 내에 또는 상기 작업부스로부터 유도되는 공기배출덕트 등 내에 있을 수도 있다). 또한, 필요하다면, 가스통로를 더 얇게 만들거나, 또는 상기 가연성가스센서의 부근에 팬 등에 의해 가스를 교반함으로써, 검출 에러를 방지하는 방법을 고안하는 것이 효과적이다. 검출능력 증대의 관점에서 보면, 복수의 가연성가스센서를 제공하는 것도 효과적이다.

본 발명의 취급작업시설의 또다른 실시형태에 있어서, 소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출된다면, 상기 제어장치는 가스공급배출기구를 작동시킨다. 즉, 상기 공급배출기구는 상기 가스공급배출기구가 정상적으로 작동되지 않도록 설정되지만, 가연성가스가 (설정값보다 크거나 같은 레벨로) 검출된다면, 상기 가스공급배출기구는 가스를 신속하게 배출하도록 작동된다. 이러한 구성은 에너지 보전 및 조용한 환경을 실현하는 데 효과적이다. 또한, 가연성가스를 이용하지 않는 장치의 취급작업과 가연성가스를 이용하는 장치의 취급작업이 조합되어 행해지면, 필요할 때에만 가스공급배출기구가 작동되는 본 발명의 구성이 효과적으로 기능하게 된다.

본 발명의 취급작업시설의 또다른 실시형태에서는, 정상 작업 과정 동안 작업부스를 채우는 가스로부터의 밀도차로 인하여 상승하거나 하강하는 가연성가스를 축적하는 경사면 구조가 상기 작업부스의 상부 또는 하부에 제공되고, 상기 가연성가스센서가 상기 축적된 가연성가스를 검출한다. 상기 경사면 구조는 대류하는 가연성가스를 안내하여 축적하기 위한 경사면을 구비한 구조를 말한다. 상기 경사면 구조는 격벽 또는 바닥면을 이용하여 형성될 수도 있고, 또는 그들로부터 별도로 형성될 수도 있다. 상기 경사면의 모양에는 특별한 제한이 부과되지 않을 지라도, 상기 경사면이 퍼널(funnel)과 같은 2차원 곡선을 가진다면, 수평 운동이 한 점을 향해 제어될 수 있어, 가연성가스의 응축성 정도를 증가시키게 된다. 이러한 방식으로 집중된 가연성가스는 상기 가스공급배출기구에 의하여 배출될 수도 있지만, 가스공급배출기구를 이용하지 않고도 자연적인 대류를 이용하여(예컨대, 간단히 상부 또는 하부에 배출구를 제공함으로써) 배출될 수도 있다.

본 발명의 취급작업시설의 또다른 실시형태에 있어서, 소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출된다면, 상기 제어장치는 가스공급배출기구에 의하여 공급 및 배출량을 증가시킨다. 즉, 가연성가스가 (설정값보다 크거나 같은 레벨로) 검출된다면, 환기량이 증가된다. 증가로의 전환은 가스량에 따라 1단계 또는 다단계 혹은 무한단계일 수도 있다.

본 발명의 취급작업시설의 또다른 실시형태에 있어서, 상기 가스공급배출기구는 상호 상이한 위치들에 제공되는 복수의 공급구 또는 상호 상이한 위치들에 제공되는 복수의 배기구를 구비하고, 상기 제어장치는 소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출되는 경우, 상기 복수의 공급구 또는 배기구들 가운데, 작동되도록 공급구 또는 배기구들의 조합을 변경시킨다. 통상적으로, 가연성가스가 (설정값보다 크거나 같은 레벨로) 검출된다면, 공급구 또는 배기구의 수가 증가된다. 이러한 결과로서, 가스의 유량을 증가시키고, 가스의 유동 방향을 변경시킴으로써, 환기를 촉진시킬 수 있게 된다. 방향을 변경하는 일 예로는 작업부스의 바닥면과 천장면을 통해 공급 및 배출시킴으로써 정상적으로 수직방향으로 설정되는 유동이 상기 작업부스의 대향하는 쪽을 통해 공급 및 배출하여 수평방향으로 변경되는 모드를 들 수 있다. 또다른 예로는 예컨대 취급작업시설이 거대하다면, 작동될 공급구 또는 배기구의 패턴이 배치된 복수의 센서들 가운데 소정의 조건을 만족하는 센서들의 검출목표범위 내에서 환기 효율을 증대시키도록 변경되는 모드를 들 수 있다.

본 발명의 취급작업시설의 또다른 실시형태에 있어서, 상기 가스공급배출기구는 상기 작업부스로부터 배출되는 가스의 적어도 일부를 다시 상기 작업부스로 재공급하기 위한 순환로를 포함하고, 소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출된다면, 상기 제어장치는 가스의 순환을 억제하거나 정지시킨다. 즉, 가연성가스가 (설정값보다 크거나 같은 레벨로) 검출되지 않는다면, 상기 가스의 적어도 일부가 (여하한의 가연성가스를 제거하도록 여하한의 필요한 처리를 제공한 후) 순환된다. 하지만, 가연성가스가 (설정값보다 크거나 같은 레벨로) 검출되면, 순환량을 줄이거나 순환량을 0 으로 설정하여 희석 효과가 증대됨으로써, 새로운 희석가스가 유입되도록 한다.

본 발명의 취급작업시설의 또다른 실시형태에 있어서, 에너지전환장치가 탑재된 차량은 상기 작업부스에서 점검 및 정비된다.

본 발명의 환기장치는 배치시설, 주차시설 또는 취급작업시설에 제공되는 가스공급배출기구를 포함하는 장치이다. 상기 환기장치는 또한 이들 여하한의 시설들 내의 복수의 구성요소를 별도로 장착시켜 하나의 장치로 형성될 수도 있다. 상기 가스공급배출기구가 제어장치에 의해 제어되는 경우에는, 상기 환기장치가 그 제어장치를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량정비시설의 구성 개요를 도시한 개략도;

도 2는 도 1의 차량정비시설의 한 가지 예시적인 제어모드를 도시한 도면;

도 3a는 수정예에 따른 차량정비시설의 환기모드를 도시한 도면;

도 3b는 수정예에 따른 차량정비시설의 환기모드를 도시한 도면; 및

도 4는 또다른 수정예에 따른 차량정비시설의 구성 개요를 도시한 개략도이다.

이하, 본 발명의 통상적인 실시예를 후술하기로 한다. 아래의 설명에 있어서는, 연료로서 수소(및 공기 내의 산소)를 이용하는 연료전지가 탑재된 차량들을 정비하기 위한 시설이 일 예시로 취해진다. 여기서, 수소는 가연성가스이고, 연료전지는 수소의 화학반응을 통해 전기에너지를 추출하는 에너지전환장치이다. 하지만, 본 발명은 물론 여타의 가연성가스와 내연기관과 같은 에너지전환장치에 동일한 방식으로 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명은 점검/정비시설(장비) 뿐만 아니라, 연구시설(장비) 및 제조시설(장비)에도 적용될 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 실시예에 따른 차량정비시설(10)의 구성 개요를 도시한 개략도이다. 상기 차량정비시설(10)은 그 주요 구성요소들로서, 차량정비부스(20), 흡기장치(30), 공기배출장치(40), 덕트(50), 수소센서(80) 및 제어장치(90)를 포함한다.

상기 차량정비부스(20)는 직사각형의 평행육면체 모양의 작업부스로서, 그 내부에서는 작업 위치에 설정된 정비차량(110)에 대한 점검/정비 작업이 행해진다. 차량정비부스(20)의 내부인 작업공간(22)의 주변은 격벽으로서의 역할을 하는 측벽(24) 및 천장벽(26)으로 둘러싸여 있다. 바닥면(28)에는 수많은 미세 배출 구멍이 제공된다.

상기 흡기장치(30)는 차량정비부스(20)의 측면에 제공된 장치로서, 내부팬(32)에 의해 상기 차량정비부스(20)로 공기를 공급한다. 상기 공기배출장치(40)는 차량정비부스(20)의 천장벽(26)의 상부측에 장착된 공기배출부(42, 44, 46)로 이루어진 장치이다. 각각의 공기배출부(42, 44, 46)에서는, 정비차량(110)으로부터 누설되는 수소를 공기와 함께 배출시키기 위해 공기배출구와 팬이 제공된다.

상기 덕트(50)는 차량정비부스(20) 외부에 공기의 유로를 구성한다. 상기 덕트(50)는 공기배출덕트(52), 배기구(54), 순환덕트(56), 흡입구(58) 및 공급덕트(60)를 포함한다. 상기 공기배출덕트(52)의 일 단부는 공기배출장치(40)에 연결되고, 타 단부는 배기구(54)에 연결되어, 차량정비부스(20)로부터 배출되는 공기를 외부로 유도하게 된다. 상기 순환덕트(56)의 일 단부는 공기배출덕트(52)의 중간부에 연결되고, 타 단부는 흡기장치(30)에 연결되어, 배출되는 공기를 재공급하기 위한 채널을 형성하게 된다. 상기 흡입구(58)는 순환덕트(56)의 중간부에 제공된다. 공기가 공기배출덕트(52) 대신에 흡입구(58)로부터 흡기장치(30)로 공급된다면, 신선한 공기가 차량정비부스(20)로 공급될 것이다. 상기 공급덕트(60)의 일 단부는 흡기장치(30)로 연결되어, 차량정비부스(20)의 바닥면(28) 하부로 공기를 유도하게 된다. 상술한 바와 같이, 수많은 미세 배출 구멍들은 바닥면(28)에 제공되고, 상기 공급덕트(60)로부터 이들 배출 구멍들을 통해 차량정비부스(20)로 공기가 공급된 다.

공기의 유동을 제어하기 위한 가동판으로서 댐퍼(70, 72, 74)들이 덕트(50)에 제공된다. 상기 댐퍼(70)는 공기배출덕트(52)의 배기구(54)와 순환덕트(56)에 대한 분기 사이에 제공되어, 순환량과 외부로 배출되는 양을 조정하게 된다. 상기 댐퍼(72)는 순환덕트(56)의 흡입구(58)와 공기배출덕트(52)로부터의 분기 사이에 제공되어, 순환량을 조정하게 된다. 그 후, 상기 댐퍼(74)는 신선한 공기의 흡기량을 조정하도록 상기 흡입구(58)에 제공된다. 이들 댐퍼(70, 72, 74)들은 흡기장치(30), 공기배출장치(40) 및 덕트(50)와 함께, 가스공급배출기구를 구성하여, 차량정비부스(20)의 환기를 실현하게 된다.

상기 수소센서(80)는 공기배출덕트(52) 내에 배치된 가스센서로서, 수소량을 검출할 수 있다.

상기 제어장치(90)는 차량정비시설(10)의 에어컨디셔닝을 제어하기 위한 컴퓨터장치이다. 상기 장치는 소프트웨어(프로그램)를 이용하여 연산/기억 기능을 갖는 마이크로컴퓨터 및 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 하드웨어의 연산들을 특정하여 형성될 수 있다. 상기 제어장치(90)는 입출력부(92), 비교부(94) 및 역치테이블(96)을 포함한다. 상기 입출력부(92)는 출력 데이터를 비교부(94)에 전송하기 전에 수소센서(80)의 출력 데이터를 획득하고, 상기 비교부(94)의 명령들에 따라 흡기장치(30)의 팬(32), 공기배출장치(40) 및 댐퍼(70, 72, 74)들에 연산명령신호들을 전송하기도 한다. 상기 입출력부(92)로부터 검출된 수소량을 획득한 후, 상기 비교부(94)는 역치테이블(96)을 참조하여 최적의 제어 상태를 결정한다. 그 후, 상기 비교부(94)는 제어 신호를 전송하도록 입출력부(92)에 명령하여, 상기 결정된 제어 상태를 실현하게 된다.

후속해서, 차량정비시설(10)의 작업들을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 도 1과 같이, 도 2는 차량정비시설(10)을 도시한 도면으로서, 동일한 도면 부호들이 동일한 구성요소들에 할당되며, 반복 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료전지가 탑재된 정비차량(110)은 작업 위치로 설정되기 전에 차량정비부스(20) 내부에서 작업공간(22)으로 옮겨진다. 상기 작업공간(22)에 제공된 장비 및 도구(도시안됨)들을 이용하여, 작업자는 여러 종류의 점검/정비 작업을 행한다.

적어도 연료전지에 관련된 작업을 수행하면, 작업자는 차량정비부스(20) 내부의 에어컨디셔닝시스템을 작동시키도록 제어장치(90)를 조작한다. 즉, 흡기장치(30) 및 공기배출장치(40)는 작업공간(22) 내의 소량의 공기가 바닥면(28)으로부터 천장벽(26)을 향해 유동하도록 ON 으로 설정된다. 이 때, 댐퍼(70)는 약간 개방된 상태로 설정되어, 배출되는 공기의 대략 10%가 외부로 배출되도록 한다. 상기 댐퍼(72)는 원활한 순환 유동을 유지하도록 완전히 개방된 상태로 유지된다. 상기 댐퍼(74) 또한 약간 개방된 상태로 설정되어, 흡입구(58)를 통해 외부로부터의 공기의 대략 10%를 흡인함으로써, 상기 댐퍼(70)에 의해 배출되는 공기를 보상하게 된다. 그 결과, 작업공간(22)에서 유동하는 공기의 대략 90% 정도가 재환기된 공기이고, 대략 10% 정도가 신선하게 흡인된 공기이다.

수소 가스는 작업자가 정비차량(110)에 대한 정비 작업을 행하면서 누설될 수도 있다. 누설되는 수소 가스는 그 저밀도로 인하여 신속하게 상승한다. 소정의 환경 하에 수소 가스가 차량의 중공부 등에 유지될 수도 있지만, 대부분의 수소 가스는 공기의 유동에 의해 재빠르게 강제되어 나간다. 그 후, 작업공간(22)의 상부에 도달한 다음, 상기 수소 가스는 전반적인 공기 유동에 이어 공기배출장치(40)로부터 공기배출덕트(52)로 들어간다. 이러한 방식으로, 수소는 차량정비부스(20)에서의 환기 및 자연적인 대류에 의해 희석된다.

상기 공기배출덕트(52) 내부에서는, 수소센서(80)가 미세한 샘플링 간격(예컨대, 1초)으로 수소가스량을 검출한다. 상기 공기배출덕트(52) 내부의 유동은 일반적으로 공기배출장치(40)의 팬의 영향 하에 난류를 만들고, 상기 수소센서(80)는 검출 목표를 공기배출부(42, 44, 46)로부터 유동하는 여하한의 공기와 동등하게 만들 수 있다. 그 후, 상기 수소센서(80)는 누락없이 그 내부에 혼합된 수소를 검출한다.

상기 제어장치(90)에서는, 비교부(94)가 수소센서(80)에 의해 검출되는 수소량과 소정의 역치테이블(96)을 비교하여, 수행될 에어컨디셔닝 작업의 모드를 결정하게 된다. 예컨대, 검출된 수소량이 0 이거나 매우 적으면, 상술된 바와 같이, 공기의 대략 90% 정도가 순환되는 작업이 수행된다. 이에 따라, 작업공간(22)이 그 효율을 떨어뜨리지 않으면서 가열되거나 냉각될 때에도 적당히 신선한 공기가 도입될 수 있다.

여기서는, 훨씬 더 많은 양의 수소가스가 누설된 것으로 가정한다. 이 경우, 상기 수소센서(80)는 이러한 비교적 많은 양의 수소를 검출하여, 검출 정보를 제어 장치(90)로 출력한다. 그 후, 상기 비교부(94)는 역치테이블(96)을 참조하여 수소의 검출량에 대한 것을 결정하게 되고, 다음 단계의 에어컨디셔닝 작업이 수행되어야 한다.

도 2는 이러한 경우의 에어컨디셔닝 작업의 일 례를 보여준다. 이 작업은 흡기장치(30) 및 공기배출장치(40)에 의한 환기량이 변경되지 않더라도, 공기의 순환이 중단된다는 특징을 가진다. 즉, 댐퍼(70)가 완전히 개방된 상태로 있어, 공기를 공기배출덕트(52)로부터 배기구(54)로 원활하게 유도하게 된다. 댐퍼(72)는 폐쇄된 상태로 있어, 공기의 순환을 억제하게 된다. 그 후, 댐퍼(74)는 완전히 개방된 상태로 있어, 충분한 양의 공기가 흡입구를 통해 흡인될 수 있게 된다.

그 결과, 누설된 수소가 배기구(54)로부터 외부로 신속하게 배출될 것이다. 그러므로, 차량정비부스(20) 내의 수소의 농도가 충분히 낮은 레벨로 유지되어, 안전성을 보장하게 될 것이다. 만일 여전히 많은 양의 수소가 검출된다면, 흡기장치(30) 및 공기배출장치(40)의 작업 레벨은 도 2에 도시된 상태들로 댐퍼(70, 72, 74)들을 유지하면서 상승될 수 있다. 이에 따라, 수소가 외부로 신속하게 배출되어 희석될 수 있게 된다.

후속해서, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 수정예를 설명하기로 한다. 도 3a 및 도 3b는 상기 정비차량(110)의 측면으로부터, 도 2에 도시된 차량정비부스(20)를 도시한 개략도들이다. 도 3a는 정상 조건들 하에 에어컨디셔닝의 모습을 보여주고, 도 3b는 설정된 조건을 초과하는 수소가 검출될 때의 에어컨디셔닝의 모습을 보여준다.

도 3a의 환기 상태는 도 1에 기술된 것과 동일하다. 즉, 소량의 수소 가스는, 바닥면에 제공된 흡기구(120, 122, 124)로부터 천장벽에 제공된 공기배출구(130, 132, 134)를 향해 공기를 유동시켜 배출된다.

대량의 수소가 검출된다면, 수소가 외부로 신속하게 배출되어야 한다. 도 3b에서는, 대량의 공기가 차량정비부스(20)의 전방으로부터 후방을 향해 송풍되어, 배출을 신속하게 행하게 된다. 즉, 정상적인 조건들 하에 상향 하부로부터의 환기가 중단되고, 그 대신 상기 차량정비부스(20)의 전방벽에 제공된 흡기구(140, 142)와 후방벽에 제공된 공기배출구(150, 152)가 개방되어, 서지 내의 큰 팬에 의해 공기가 외부로 송풍된다. 상부측 흡기구(140) 및 공기배출구(150)는 천장벽 부근에 제공되므로, 수소가 대류로 인하여 천장벽 부근에 남아 있더라도, 수소가 충분히 배출될 수 있다. 따라서, 대량의 수소가 검출되면, 환기량 뿐만 아니라, 환기의 방향도 변경되어, 상술된 바와 같이 효율적인 배출을 실현하게 되므로, 안전성이 더욱 보장될 수 있게 된다.

어떠한 작업자도 차량정비부스(20)에 들어가지 않는다면, 공기 대신에 질소나 헬륨과 같은 불활성가스(비가연성가스)를 송풍하는 것도 효과적이다. 즉, 희석가스로서 공기 대신에 불활성가스를 송풍하거나 또는 공기와 불활성가스를 혼합시키고, 또한 희석가스로서 유동하도록 적어도 불활성가스에 대한 공기의 비를 변경하는 기능을 제공함으로써, 상기 희석가스 내의 불활성가스의 비가 증가될 수도 있고, 또는 상기 희석가스가 설정된 조건을 만족하는 가연성가스가 검출될 때에만 불활성가스로 변경될 수도 있다. 이러한 구성은 작업자가 차량정비부스(20)에 입장한 경우에도 구현하기 위한 범위를 가진다. 예를 들어, 작업자보다 높은 위치로부터 헬륨 가스를 방사함으로써, 작업자의 안전한 호흡을 보장하면서도, 두 번째로 가벼운 가스인 헬륨과 수소를 감싸 공기로부터 가장 가벼운 수소를 격리시켜 천장 부근에 남도록 하는 것이 가능하게 된다.

마지막으로, 도 4를 참조하여 또다른 수정예를 설명하기로 한다. 도 4는 도 1과 거의 동일한 도면으로서, 동일한 도면 부호들이 동일한 구성요소들에 할당되고, 반복 설명은 생략하기로 한다. 도 4와 도 1간의 주된 차이점은 천장벽(160)이 기울어진 상태로 형성된 차량정비부스(158)가 도입된다는 점이다. 상기 천장벽(160)은 천장이 중앙 지점을 향해 더욱 높게 되는 방식으로 설정된다. 그 후, 얇은 튜브(162)가 천장벽(160)의 최상부 위치로부터 상향 배치된다. 또한, 수소센서(164)는 얇은 튜브(162) 내부에 장착된다.

공기배출장치(170)는 천장벽(160)의 내부에 장착된다. 상기 공기배출장치(170)는 공기배출부(172, 174, 176, 178)를 포함하고, 이들 각각의 공기배출부는 공기배출구와 팬을 구비한다.

후속해서, 도 4에 도시된 구성에 따른 작업들을 설명하기로 한다. 여기서는, 수소의 누설량이 0 이거나 매우 적을 때에는 환기가 제공되지 않는다. 하지만, 수소 누설이 발생하면, 자연적인 대류로 인하여 수소가 상승하여, 천장벽(160)의 경사를 따라 유도된 다음 얇은 튜브(162)를 통해 추가로 빠져나갈 수 있다. 따라서, 소량의 수소가 누설되는 경우에도 환기를 제공하지 않으면서도 차량정비부스(158)가 충분히 안전하게 유지될 수 있다.

한편, 얇은 튜브(162)에서는, 수소센서(164)가 미세한 샘플링 간격으로 수소량을 검출한다. 그 후, 검출 결과는 제어장치(90)로 전송되고, 역치테이블(96)에 기초한 제어가 수행된다. 즉, 역치를 초과하는 수소량이 검출된다면, 흡기장치(30) 및 공기배출장치(170)가 작동되고, 댐퍼(70, 72, 74) 또한 조정되어, 수소를 외부로 신속하게 배출하게 된다.

Claims

배치시설에 있어서,

주위가 격벽으로 둘러싸이고, 연료로서 가연성가스를 이용하는 에너지전환장치 또는 상기 에너지전환장치가 탑재된 장치가 일시적으로 배치가능하게 설치되는 배치공간, 및

상기 배치공간에 희석가스를 공급하고, 상기 배치공간으로부터 가스를 배출시켜, 상기 에너지전환장치에서 상기 배치공간 내로 누설되는 가연성가스를 희석시키는 강제적인 가스공급배출기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제1항에 있어서,

상기 가연성가스는 상기 희석가스보다 가벼운 기체이고,

상기 가스공급배출기구는 상기 배치공간 하부로부터 상기 희석가스를 공급하고, 상기 가스는 상기 배치공간 상부로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제1항에 있어서,

상기 배치공간 내로 누설된 가연성가스를 검출하는 가연성가스센서; 및

상기 가연성가스센서의 검출 결과에 따라 상기 가스공급배출기구의 공급 또 는 배출을 제어하는 제어장치를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제3항에 있어서,

소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출되는 경우, 상기 제어장치는 상기 가스공급배출기구를 작동시키는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제4항에 있어서,

통상적인 조건들 하에 상기 배치공간을 채우는 가스로부터의 밀도차로 인하여 상승 또는 하강하는 가연성가스를 축적시키는 경사면구조체가 상기 배치공간의 상부 또는 하부에 제공되고,

상기 가연성가스센서는 축적되는 가연성가스를 검출하는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제3항에 있어서,

소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출되는 경우, 상기 제어장치는 상기 가스공급배출기구에 의해 공급 및 배출량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제3항에 있어서,

상기 가스공급배출기구는, 상호 상이한 위치들에 제공되는 복수의 공급구 또는 상호 상이한 위치들에 제공되는 복수의 배기구를 포함하고,

상기 제어장치는, 소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출되는 경우, 상기 복수의 공급구 또는 배기구들 가운데, 작동되도록 공급구 또는 배기구들의 조합을 변경하는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제3항에 있어서,

상기 가스공급배출기구는 상기 배치공간으로부터 배출되는 가스의 적어도 일부를 다시 상기 배치공간으로 재공급하기 위한 순환로를 포함하여 이루어지고,

소정의 조건을 만족하는 가연성가스가 검출되는 경우, 상기 제어장치는 가스의 순환을 억제하거나 정지시키는 것을 특징으로 하는 배치시설.
제1항에 있어서,

에너지전환장치가 탑재된 차량이 상기 배치공간에서 점검 및 정비되는 것을 특징으로 하는 배치시설.
주차시설에 있어서,

제1항에 따른 배치시설에서, 상기 배치공간은 에너지전환장치로서 연료전지가 탑재된 연료전지전기자동차가 일시적으로 보관 또는 주차되는 공간인 것을 특징으로 하는 주차시설.
취급작업시설에 있어서,

제1항에 따른 배치시설에서, 상기 배치공간은 에너지전환장치가 탑재된 장치 또는 상기 에너지전환장치의 취급작업을 행하는 작업부스인 것을 특징으로 하는 취급작업시설.
주위가 격벽으로 둘러싸이고, 연료로서 가연성가스를 이용하는 에너지전환장치 또는 상기 에너지전환장치가 탑재된 장치가 일시적으로 배치가능하게 설치되는 배치공간에 환기를 제공하는 장치에 있어서,

상기 배치공간에 희석가스를 공급하고, 상기 배치공간으로부터 가스를 배출시켜, 상기 에너지전환장치에서 상기 배치공간 내로 누설되는 가연성가스를 희석시키는 강제적인 가스공급배출기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 환기장치.